H11 takım çeliğinin ısıl işlemine ilişkin kapsamlı bir kılavuz

H11 takım çeliği Isıl işlemin amacı, esas olarak ferrit ve alaşım karbürlerinden oluşan yumuşak, tavlanmış mikro yapıyı, istenen kesme veya işleme özelliklerini sağlayan faydalı karbürler içeren sertleştirilmiş ve temperlenmiş martenzitik bir yapıya dönüştürmektir. Bu çok aşamalı işlem genellikle ön ısıtma, sertleştirme, söndürme ve temperleme işlemlerini içerir.

Peki, H11 takım çeliği nedir? H11, popüler bir 5% krom sıcak iş takım çeliğidir. Pres döküm kalıpları, sıcak haddeleme, sıcak ekstrüzyon, sıcak dövme ve hatta helikopter rotor şaftları gibi havacılık teknolojisindeki yapısal bileşenler gibi yüksek sıcaklık uygulamalarında yaygın olarak kullanılır.

Aşağıda H11 çeliğinin ısıl işlem adımları açıklanmaktadır.

1. Ön ısıtma Ve Stres Giderici

Ön ısıtmanın üç işlevi vardır: termal şoku azaltır (bu da bozulmaya veya çatlamaya neden olabilir), yüksek ısı fırın süresini azaltarak ekipman verimliliğini artırır ve yüksek ısı fırını atmosferi nötr değilse karbürizasyon/dekarbürizasyonu en aza indirir.

H11 için ön ısıtma sıcaklığı 650°C'dir (1200°F) ve bu sıcaklıkta 10-15 dakika tutulur. Ciddi kesit değişiklikleri olan parçalar veya büyük ya da karmaşık aletler için, fırını yavaşça ön ısıtma sıcaklığına ısıtmak veya parçayı fırının içine yerleştirmeden önce soğuğu gidermek için fırının üstüne yerleştirmek daha güvenlidir. Atmosfer veya vakumlu ısıl işlem için genellikle 790 ila 845°C (1450 ila 1550°F) arasında tek bir ön ısıtma kullanılır.¹.

Ön ısıtma bazı gerilimleri giderebilse de, geleneksel gerilim giderme daha etkilidir. H11 çeliğinin yüksek sıcaklıkta tavlanması gerilimi önemli ölçüde azaltabilir. Gerilim giderme, sonraki ısıl işlem veya servis sırasında bozulmaya veya çatlamaya neden olabilecek iç gerilimleri azaltmayı amaçlar. Yoğun işleme, taşlama, kaynak veya elektrik deşarjlı işleme (EDM) işlemlerinden sonra gerilim giderme tavlaması şiddetle tavsiye edilir. Gerilim giderme sıcaklığı genellikle önceki tavlama sıcaklığından 14–28 °C (25–50 °F) daha düşüktür. Tavlama sıcaklığı aşağıda belirtilecektir.

2. Austenitleme (Sertleştirme)

Bu, çeliğin çeşitli karmaşık alaşım karbürlerini eritmek ve ferrit-perlit yapısını ostenite dönüştürmek için yüksek bir sıcaklığa ısıtıldığı ikinci kritik adımdır. H11 çeliği için ostenitleme sıcaklık aralığı 995 ila 1025°C'dir (1825 ila 1875°F). Islatma süreleri 20 dakika artı her 25 mm (1 inç) kesit kalınlığı için 5 dakikadır. H13 için ostenitleme sıcaklıkları genellikle daha yüksektir ve 1050 ila 1180°C (1920 ila 2155°F) arasındadır. Daha fazla bilgi edinin H11 ve H13 çelikleri.

3. Söndürme

Söndürme Bir malzemeyi ostenitleme sıcaklığından hızla soğutarak osteniti sert martenzitik bir yapıya dönüştürme işlemidir. H11 çeliği, havada soğutulduğunda kalıntı gerilimi ve boyut değişikliklerini en aza indiren bir hava sertleştirme çeliğidir. H11 çeliği, daha ileri tavlama işleminden geçmeden önce havada 52–65 °C'ye (125–150 °F) kadar soğutulur.

Genel olarak, sıcak işlenmiş tüm takım çelikleri su ile söndürülemez, çünkü su ile söndürme işlemi yüksek çatlama riski taşır.

4. Temperleme

Temperleme Söndürme işleminden sonra yapılır. Amaç, çeliğin tokluğunu artırmak ve söndürülmüş martensitik yapıyı çatlamaya karşı oldukça hassas hale getiren yüksek iç gerilimleri azaltmaktır. H11, ikincil sertleştirme çeliğidir. H11'in performansı, iki tavlama işleminden sonra optimum seviyeye ulaşır. H11 çeliğinin tavlama sıcaklığı 510°C'dir (950°F) ve her iki tavlama işlemi için tutma süresi iki saattir. Söndürme işleminden sonra, çatlamayı önlemek için H11 çeliği önerilen sıcaklığa ulaştığında hemen tavlanmalıdır.

5. Tavlama

Tavlama Çeliği yumuşatarak işlemeye uygun hale getirmek ve sonraki sertleştirme işlemleri için mikro yapısal homojenlik sağlamak amacıyla yapılır. Dövme H11 parçaları, dövme işleminden sonra yavaşça oda sıcaklığına soğutulmalı ve ardından tamamen tavlanmalıdır. 870–900 °C (1600–1650 °F) sıcaklıkta, kalınlık başına yaklaşık 1 saat (2,4 dk/mm) bekletilmeli ve ardından oda sıcaklığına hava ile soğutulmadan önce saatte 14 °C (25 °F) hızla 482 °C (900 °F) sıcaklığa kadar yavaşça soğutulmalıdır. Bu işlem, yaklaşık 220 HB'lik maksimum tavlanmış sertlik ile sonuçlanır.

Yukarıda belirtilenler, kendi deneyimlerimize ve profesyonel literatürümüze dayanan H11 çeliği için yaygın ısıl işlem adımlarıdır. Bu bilgilerin H11 çeliği kullanıcılarına faydalı olacağını umuyoruz. H11 çelik malzemelerine ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.

1. ASM Uluslararası. (1989). ASM El Kitabı, Cilt 16: İşleme (s. 120). ASM International. ↩︎