Paslanmaz çeliğin ısıl işlem türleri
Paslanmaz çeliklerin ısıl işlemi, metal yüzeyinde karbonlaşma, dekarburizasyon ve tufallaşmayı önlemek için çoğunlukla kontrollü koşullar altında gerçekleştirilir.
tavlama
Tavlama veya çözelti işlemi, işlenerek sertleştirilmiş östenitik paslanmaz çeliklerin yeniden kristalleştirilmesi ve işlemle sertleştirilmiş paslanmaz çeliklerin etrafında çökeltilen krom karbürlerin çözeltiye çekilmesi için kullanılır. Ayrıca bu işlem, soğuk işlem sırasında oluşan gerilmeleri ortadan kaldırır ve dendritik paslanmaz çelik kaynaklarını homojenleştirir.
Paslanmaz çeliklerin tavlanması 1040°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda gerçekleştirilir, ancak bazı çelik türleri, ince tane boyutu dikkate alınarak 1010°C'nin altındaki çok kontrollü sıcaklıklarda tavlanabilir. Yüzey ölçeklenmesini önlemek ve tane büyümesini kontrol etmek için işlem kısa bir aralık için sürdürülür.
Söndürme Tavlama
Östenitik paslanmaz çeliğin su verme tavlaması, hassaslaşmanın üstesinden gelmek için suyla su verme yoluyla metalin hızla soğutulması işlemidir.
Stabilize Tavlama
Bir stabilize edici tavlama genellikle 321 ve 347 kalitelerin geleneksel tavlamasından sonra gerçekleştirilir. Bu kalitelerin bileşiminde bulunan karbonun, tavlama sırasında 321. sınıf titanyum ve 347. sınıf niyobyum ile birleşmesine izin verilir. Karbonun niyobyum veya titanyum karbür formunda çökelmesi, 870 ila 900°C sıcaklıklarda 2 ila 4 saat daha tavlama ve ardından hızlı soğutma ile meydana gelir, böylece krom karbürün çökelmesini önler.
Bu işlem, son derece aşındırıcı çalışma koşulları veya 400 ila 870°C arasında değişen sıcaklıkları içeren koşullar altında gerçekleştirilebilir.
Temizlik
Östenitik paslanmaz çeliklerin yüzeyi, ısıl işlem veya tavlama öncesinde karbonlu kalıntıları, gresi ve yağı ortadan kaldırmak için iyice temizlenmelidir, çünkü kalıntıların varlığı karbonlaşmaya neden olur ve bu da korozyon direnci özelliklerini azaltır.
Proses Tavlama
Tüm Ferritik ve martensitik paslanmaz çelikler, ferrit sıcaklık aralığında ısıtılarak proses tavlanabilir veya östenit aralığında kritik sıcaklığın üzerinde ısıtılarak tamamen tavlanabilir. Kritik altı tavlama, genellikle 760 ila 830°C arasındaki sıcaklıklarda gerçekleştirilebilir. Kürelenmiş ve ferrit karbürlerin yumuşak yapısı, malzemeyi tam tavlama sıcaklığından 25°C'de bir saat soğutmak veya malzemeyi kritik altı tavlama sıcaklığında bir saat tutmak suretiyle üretilebilir. Tam tavlamanın ardından soğuk işlenmiş ürünler, kritik altı sıcaklıklarda 30 dakikadan daha kısa sürede tavlanabilir.
Çalışma sıcaklığı aralığı boyunca tek fazlı yapıları koruyan Ferritik çelik kaliteleri, 760 ila 955°C sıcaklıklarda kısa yeniden kristalleştirme tavlamasından başka bir şey gerektirmez.
Kontrollü Atmosferler
Paslanmaz çelikler, ölçeklenmeyi azaltmak için genellikle kontrollü koşullarda tavlanır. Bu işlem bir tuz banyosunda yapılabilir, ancak daha çok indirgeyici koşullarda yapılan parlak tavlama tercih edilir. Üreticiler, hidrojen ve nitrojen varlığında tel, boru ve yassı haddelenmiş rulo ürünlerin parlak tavlamasını gerçekleştirir. Parlak tavlanmış ürünlere “BA” denir.
sertleştirme
Düşük alaşımlı çelikler gibi martensitik paslanmaz çelikler de tavlama, su verme ve östenitleme kullanılarak sertleştirilir. Östenitleme sıcaklıkları 980 ila 1010°C arasında değişir. 980°C'lik östenitleme sıcaklığında, su verilmiş sertlik, tutmanın ardından önce artma ve ardından düşme eğilimindedir. Belirli çelik kaliteleri için optimum östenitleme sıcaklığı, aşağıdaki proses tavlama sıcaklığına bağlı olabilir.
Yüksek ve düşük karbonlu çeliklerin karmaşık bölümlerindeki çatlama, çeliklerin östenitlemeden önce 790°C'de ön ısıtılmasıyla önlenebilir.
Soğutma ve Söndürme
Martensitik paslanmaz çelikler yüksek alaşım içeriğine ve dolayısıyla yüksek sertleşebilirliğe sahiptir. Tam sertlik, östenitleme sıcaklığında havayla soğutma yoluyla elde edilebilir, ancak daha büyük bölümlerin sertleştirilmesi bazen yağda su verme gerektirebilir. Sertleştirilmiş bileşenler, özellikle çatlamayı önlemek için yağda su verme kullanılmışsa, oda sıcaklığında soğutulduktan hemen sonra temperlenmelidir. Bazı durumlarda, bileşenler temperlemeden önce -75 °C'de dondurulur. Martensitik çeliklerin temperlenmesi 510°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda gerçekleştirilir, ardından gevrekleşmeyi önlemek için çeliklerin 400°C'nin altındaki sıcaklıklarda hızlı soğutulması yapılır.
Bazı çökelme ile sertleşen paslanmaz çelikler, standart martensitik tiplerle karşılaştırıldığında sıkı ısıl işlemler gerektirir. Örneğin, yaşlanma, sıfırın altında soğutma, tetik tavlama ve tavlama, yarı östenitik çökeltme-sertleştirme türü gerektirebilir. Öte yandan, martensitik çökelme ile sertleşen tipler genellikle sadece yaşlanma tedavisi gerektirir.
Stress giderici
400°C'nin altında gerilim giderme en yaygın uygulamadır, ancak sonuç yalnızca orta düzeyde bir gerilim gidermedir. 425 ila 925 °C'ye kadar olan sıcaklıklarda gerilim giderme, aksi takdirde boyutsal kararsızlığa veya gerilim korozyonu çatlamasına neden olan artık gerilimleri önemli ölçüde azaltacaktır. 870°C'de bir saatlik gerilim giderme, artık gerilimlerin yaklaşık %85'ini giderir. Bununla birlikte, bu sıcaklık aralığı, karbürleri tane sınırında çökelterek, birçok ortamda korozyon direncini etkileyen hassaslaşmaya neden olabilir. Bu etkilerden kaçınmak için stabilize paslanmaz çelikler veya düşük karbonlu çelikler tercih edilir.
Paslanmaz çeliklerin yaklaşık 1080°C'ye ısıtılarak ve ardından hızlı soğutularak tam çözelti işlemi, tüm artık gerilimleri ortadan kaldırır. Ancak, çoğu büyük veya karmaşık imalatlar için pratik değildir.
Düşük Sıcaklık Stres Giderici
Östenitik paslanmaz çeliklerin mukavemetini arttırmak için soğuk işlemesi yapılırken, düşük sıcaklıkta gerilme giderme ile basınç akma mukavemeti ve orantı limiti artma eğiliminde olacaktır. Taneler arası direnç önemli değilse, gerilim giderme 345 ila 425 °C'ye kadar sıcaklıklarda gerçekleştirilir. Daha yüksek sıcaklıklar malzeme mukavemetini düşürür ve bu nedenle soğuk işlenmiş ürünlerde stres giderici olarak tercih edilmezler.
Kaynak Sonrası Tavlama
Paslanmaz çelik kaynak ürünleri, yüksek kalıntı gerilimleri en aza indirmek için standart tavlama sıcaklıklarının altındaki sıcaklıklara ısıtılır, tavlamanın ardından kaynak yapılması mümkün değildir. Gerilim giderme genellikle büyük veya karmaşık kaynak bölümlerinde veya paslanmaz çeliğe kaynaklanmış düşük alaşımlı çelikten oluşan farklı kaynaklarda gerçekleştirilir.
Ferritik veya martensitik paslanmaz çeliklerin gerilim gidermesi, bazı tiplerde korozyon direncinin restorasyonuna ek olarak, kaynak ve ısıdan etkilenen bölgeleri temperleyecektir. Bu paslanmaz çelik kaliteleri için tavlama sıcaklıkları nispeten düşüktür.
Yüzey Sertleştirme
Paslanmaz çelikler üzerinde sadece belirli tiplerde yüzey sertleştirme yöntemleri yapılabilmektedir. Çoğu durumda, düşük alaşımlı çeliklerin ve karbonun sertleşmesi, martensitik dönüşüme bağlıdır, öyle ki ortaya çıkan sertlik karbon içeriği ile ilgilidir. Bununla birlikte, martensitik paslanmaz çeliklerin karbon içeriği düşük ile aşırı düşük arasında değiştiğinden, bu sertleştirme yöntemi yaygın olarak kullanılmamaktadır.
nitrürleme
Östenitik paslanmaz çelikler nitrürleme ile yüzey sertleştirilebilir. Paslanmaz çelik çekirdek yumuşak olduğundan ve ağır uygulamalar için çok düşük mukavemete sahip olduğundan, bu işlem çok sınırlı bir uygulamaya sahiptir. Bir diğer önemli sınırlama, nitrürlenmiş çeliğin, orijinal paslanmaz çeliğe kıyasla korozyona karşı daha az dirençli olmasıdır.
Fiziksel Buhar Biriktirme (PVD)
Fiziksel buhar biriktirme, paslanmaz çelikler de dahil olmak üzere birçok malzeme üzerinde ince, sert tabakaların birikmesini sağlar. Titanyum nitrür, estetik açıdan hoş altın renginde mevcut olan en yaygın uygulanan kaplamadır. Görünümü nedeniyle, bu kaplama, altın panellerle gömülü mimari paneller üretmek için yaygın olarak 8 numaralı ayna cilalı yüzeye uygulanır.