Çelik sertleştirme, istenen fiziksel ve mekanik özellikleri elde etmek için çeşitli uygulamalar için gereklidir. Çelik sertleştirme için çeşitli yöntemler imalat endüstrisinde popülerdir ve indüksiyonla sertleştirme bunlardan biridir. Çelik iş parçalarının özelliklerini karşılamak için, endüstride indüksiyonla sertleştirme için genellikle farklı çelik kaliteleri seçilir.
Ancak, tüm çelik kaliteleri indüksiyonla sertleştirme için uygun değildir. Bu makalede şunları tartışacağız indüksiyonla sertleştirme projelerinde yaygın olarak kullanılan bazı popüler çelik kaliteleri. Hadi başlayalım!
İndüksiyonla sertleştirmede kullanılan çelik alaşım serileri nelerdir?
Çelik alaşımları genellikle bileşimlerine ve özelliklerine göre farklı serilere ayrılır. Çelik alaşımlarını sınıflandırmak için kullanılan derecelendirme sistemi tipik olarak dört basamaklı bir sayı içerir ve ilk basamak çelikteki birincil alaşım elementini temsil eder. Aşağıda bazı standart çelik alaşım serilerine ve bunlara karşılık gelen ilk rakamlara kısa bir genel bakış sunulmaktadır:
- 1xxx: Birincil karbonlu çelikler (örn. 1018)
- 2xxx: Nikel çelikler (örn. 2330)
- 3xxx: Nikel-krom çelikler (örn. 3140)
- 4xxx: Molibden çelikleri (örn. 4140)
- 5xxx: Krom çelikleri (örn. 5120)
- 6xxx: Krom-vanadyum çelikleri (örn. 6150)
- 7xxx: Tungsten çelikler (örn. 7118)
- 8xxx: Nikel-krom-molibden çelikleri (örn. 8620)
- 9xxx: Silisyum-manganez çelikler (örn. 9260).
Bununla birlikte, çelik serileri indüksiyonla sertleştirme için uygun değildir çünkü sertleşmek için bir karbon içeriği eşiğine (%0,35) sahiptir. Aşağıda, indüksiyonla sertleştirme yoluyla sertleştirilebilen standart çelik alaşım serileri verilmiştir.
| Çelik serisi | Açıklama |
|---|---|
| 41xx serisi | Bu seri, genellikle otomotiv ve havacılık endüstrilerinde kullanılan 4140, 4142 ve 4145’i içerir. |
| 86xx serisi | Bu çelikler yüksek sertleşebilirlikleri ve tokluklarıyla bilinir ve 8620, 8630 ve 8640’ı içerir. Bunlar dişliler, şaftlar ve diğer yüksek gerilimli bileşenlerin üretimi için popülerdir. |
| 51xx ve 52xx serisi | Bu çelikler krom ve karbon içerir ve orta ila yüksek sertleşebilirliğe sahiptir. |
| 13xx ve 15xx serisi | Bu çelikler değişen miktarlarda karbon ve manganez içerir ve genellikle yüksek mukavemet ve dayanıklılık gerektiren bileşenlerin imalatında kullanılır |
| 81xx serisi | Bu çelikler, yüksek sertleşebilirlik ve tokluklarıyla bilinen nikel, krom ve molibden içerir. |
İndüksiyonla sertleştirme için rulman çeliği
Adından da anlaşılacağı üzere rulman çeliği, rulmanların ve diğer yüksek aşınmalı bileşenlerin üretiminde yaygın olarak kullanılan bir çelik alaşımı türüdür. Bu çelik türü, mukavemetini, dayanıklılığını ve aşınma direncini artırmak için tipik olarak yüksek seviyelerde karbon, krom ve diğer alaşım elementleri içerir. İndüksiyonla sertleştirme, rulman çeliğini sertleştirmek için kullanılan popüler bir yöntemdir. Sertleştirilmiş katmanın sertliği ve derinliği üzerinde yüksek düzeyde kontrol sağlar. Elde edilen sertleştirilmiş rulman çeliği tabakası birkaç milimetre kalınlığında olabilir ve aşınma direnci ile yorulma mukavemetini önemli ölçüde artırabilir. İndüksiyonla sertleştirmede rulman çeliği olarak kullanılan bazı çelik kalitelerine örnek olarak AISI 52100, AISI 440C, AISI 4140, AISI 4340, AISI 52100H, AISI 416 paslanmaz çelik ve AISI M50 yüksek hız çeliği verilebilir.
İndüksiyonla sertleştirme için düşük alaşımlı bor çeliği
Düşük alaşımlı borlu çelik, alaşım elementi olarak az miktarda (%0,001 ila 0,003) bor içerir. Bor içeriği küçük görünebilir, ancak çeliğin özelliklerini değiştirmek için yeterlidir. Bor, çeliğin sertleşebilirliğini, yani ısıl işlemle sertleştirilebilme kabiliyetini artırır. Bu nedenle, düşük alaşımlı çeliğe bor eklenmesi, aksi takdirde olacağından daha derin sertleşmesini sağlar. Düşük alaşımlı borlu çelik, indüksiyonla sertleştirme için mükemmel bir seçimdir. Eklenen bor, sertleşebilirliği artırır ve diğer çelik türlerine göre daha fazla derinliğe kadar sertleştirilmesini sağlar. Sonuç olarak, dişliler, akslar ve diğer yüksek stresli bileşenler gibi yüksek aşınma direncinin gerekli olduğu uygulamalarda kullanılabilir.
İndüksiyonla sertleştirme için en iyi çelik kalitesi nasıl seçilir?
İndüksiyonla sertleştirme için mükemmel bir çelik kalitesi belirlemek zordur. Herhangi bir indüksiyonla sertleştirme projesi için uygun çelik kalitesi, gerekli uygulamaya bağlıdır. Bu nedenle, indüksiyonla sertleştirme için en iyi çelik sınıfını seçmek birçok faktörü göz önünde bulundurmayı gerektirir. İndüksiyonla sertleştirme projeniz için bir çelik kalitesi seçerken göz önünde bulundurmanız gereken kritik faktörlerden bazıları aşağıda verilmiştir;
- Karbon içeriği: İndüksiyonla sertleştirme için bir çelik kalitesi seçerken göz önünde bulundurulması gereken temel faktörlerden biridir. Daha yüksek karbon içeriği sertleştirme sonrasında daha yüksek sertlik sağlar ancak çatlama veya bozulma riskini de artırabilir. Genel olarak, %0,4 ile %0,6 arasında bir karbon içeriği indüksiyonla sertleştirme için idealdir.
- Alaşım bileşimi: Alaşım elementleri çeliğin sertleşebilirliğini etkiler. Örneğin, manganez sertleşme derinliğini artırmaya yardımcı olurken, krom korozyonu iyileştirebilir ve bor sertleşebilirliği artırabilir. Bu nedenle, çelik sınıfının bileşimini bilin ve gereksinimlerinize uygun olup olmadığını analiz edin.
- Mikroyapı: Çeliğin mikroyapısı, indüksiyonla sertleştirmeye uygunluğunda önemli bir rol oynar. Örneğin, ince, düzgün tane yapısına sahip çeliklerin çatlama veya bozulma olmadan sertleştirilmesi genellikle daha kolaydır.
- Mevcut özellikler: Çelik kalitesinin mevcut özelliklerini de dikkate almak önemlidir. Özellikler sertleşme sırasında bozulma veya çatlama olasılığını gösteriyorsa, seçim listesinden çıkarılmalıdır.
- Uygulama gereksinimleri: Son olarak, indüksiyonla sertleştirme için bir çelik kalitesi seçerken uygulamanın özel ihtiyaçlarını göz önünde bulundurmak çok önemlidir. Gerekli sertlik, aşınma direnci ve boyutsal toleranslar gibi faktörlerin tümü dikkate alınmalıdır.
Mekanik parçaların indüksiyonla sertleştirilmesinin faydalarını görün.
İndüksiyonla sertleştirmeye uygun olmayan çeliği nasıl sertleştirebilirsiniz?
Tüm çelik kaliteleri indüksiyonla sertleştirme için uygun değildir. Bazı çelik kaliteleri indüksiyonla sertleştirme için uygun değildir. Bunun nedenleri zayıf sertleşebilirlik, yüksek çatlama veya bozulma riski ve indüksiyonla ısıtmaya zayıf tepki olabilir. Genel olarak, çelikteki karbon içeriği, kalitenin indüksiyonla sertleştirme için uygun olup olmadığına karar verir. Örneğin, %0,3’ten daha az karbon içeren çelik kaliteleri indüksiyon sertleştirme ile işlenemez. Herhangi bir çelik kalitesi indüksiyonla sertleştirme için uygun değilse başka yöntemler de vardır. Çeliğin spesifik özelliklerine ve istenen sonuçlara bağlı olarak seçim yapabilirsiniz.
- Karbürleme: Çeliğin yüzey tabakasına karbon eklemek için çeliğin gaz veya sıvı gibi karbon açısından zengin bir ortamda ısıtılmasını içerir. Karbon demirle reaksiyona girerek daha sert bir yüzey tabakası oluştururken çeliğin çekirdeği nispeten yumuşak kalır.
- Alevle sertleştirme: Bu sertleştirme işlemi, çeliğin bir alev veya torç kullanılarak ısıtılması ve ardından bir su veya hava jeti ile soğutulmasıyla gerçekleştirilir. Bir bileşenin belirli alanlarının lokalize sertleştirilmesi için idealdir.
- Su verme ve temperleme: Bu işlem, çeliğin yüksek bir sıcaklığa ısıtılmasını ve yağ veya su gibi bir su verme ortamında soğutulmasını içerir. Çelik daha sonra daha düşük bir sıcaklıkta yeniden ısıtılarak ve belirli bir süre orada tutularak temperlenir. Sonuç olarak çelik kırılganlığını kaybeder ve tokluk kazanır.
Sonuç
Alaşım elementlerinin bileşimi, kaliteleri ve çeliğin sertleştirilebilirliğini ayırt eder. İndüksiyonla ısıtma kullanılarak 1045, 1050, 4140, 4150 ve 5150 dahil olmak üzere farklı çelik kaliteleri sertleştirilebilir. Bununla birlikte, herhangi bir indüksiyonla sertleştirme projesi için mükemmel çelik kalitesi, kullanım amacına ve özellik gereksinimlerine bağlıdır.
