Takım Çeliklerinde Sertliğin Önemi

Sertlik, takım çelikleri için temelde kritik bir özelliktir ve kesme ve şekillendirmeden çeşitli malzemelerin şekillendirilmesine kadar çeşitli uygulamalarda etkili performans gösterme yeteneklerini doğrudan etkiler. Yeterli sertliğe sahip olmayan bir takım çeliği, kullanım sırasında maruz kaldığı ağır yüklere dayanamaz.

Takım çeliğinin çok önemli bir kullanım alanı, diğer metal ve malzemeleri kesmek veya şekillendirmektir. İyi aşınma direnci ve etkili işleme sonuçları sağlamak için kesici takımların sertliği, kesilen malzemenin sertliğinden daha yüksek olmalıdır.

Takım çeliği için sertliğin önemini uygulama açısından tartışacağız.

Aşınma Direnci

Sertlik, bir takım çeliğinin aşınmaya karşı direncini belirlemede önemli bir faktördür ve giymekAşındırıcı kesme koşullarıyla karşılaşıldığında takım çeliğinde daha yüksek sertliğe ulaşmak önemli bir hedeftir. 

Isıl işlem, takım çeliğinde yüksek sertlik elde etmek için en yaygın kullanılan yöntemdir. Prensip olarak, ısıl işlem, takım çeliğinin vanadyum açısından zengin MC (2300-3000 HV), molibden açısından zengin M2C (1700-2000 HV), tungsten/molibden açısından zengin M6C (1400-1700 HV), krom açısından zengin M23C6 (1100-1400 HV) ve M7C3 (900-1500 HV) formlarını oluşturmasına neden olur. Bu formlar, martensitik matristen (~950 HV) daha serttir ve aşınma direncini önemli ölçüde artırır.¹.

Sıcak Sertlik (Kırmızı Sertlik)

Sıcak sertlik, yüksek sıcaklıklarda yüksek sertliğini koruyabilme yeteneğidir. Takım çeliği ile metal kesilirken yüksek sıcaklıklar oluşur; bu nedenle, takım çeliğinin yüksek sıcaklıklarda yüksek sertliğini koruyabilmesi özellikle önemlidir. Bu nedenle, yüksek hız çeliği olarak bilinen bir takım çeliği alt kategorisi geliştirilmiştir. Kimyasal bileşim ve ısıl işlemde yapılan ayarlamalar sayesinde yüksek hız çeliği, yüksek sıcaklıklarda yüksek sertliğini koruyabilir. En yaygın yüksek hız çeliği M2 takım çeliğidir. En yaygın yüksek hız çeliği M2 takım çeliği, M2 yüksek hızlı çelik veya M2 HSS olarak da bilinir.

Yüksek hızlı çelikten üretilen kesici ağızlar, 540°C (1000°F) veya daha yüksek sıcaklıklarda yüksek sertliğini koruyabilir. Bileşimlerindeki molibden, tungsten, vanadyum ve kobalt gibi alaşım elementleri, yüksek hızlı çeliğe yumuşamaya karşı yüksek sıcaklık direnci kazandırır.

Sıcak iş çelikleri için, takımlar kullanım sırasında sürekli ısıtıldığı için tavlama direnci kritik bir özelliktir. En yaygın sıcak iş takım çeliği: H13 takım çeliği.

Sertlik

Sertlik ve tokluk genellikle ters orantılıdır: artan sertlik genellikle tokluğun azalmasına neden olur. Takım çeliği, genellikle bir miktar tokluk pahasına sertliği, mukavemeti ve aşınma direncini en üst düzeye çıkarmak için tasarlanmıştır. Karbürler sertliği ve aşınma direncini artırabilir ve özellikle büyük veya ayrışmışlarsa, çatlak başlangıç noktaları olarak işlev görerek tokluğu azaltabilirler.

Daha düşük ostenitleme sıcaklıkları veya kontrollü tavlama gibi uygun ısıl işlem, belirli bir sertlik ve kalite için tokluğu artırabilir. Ancak, aşırı yüksek sertleştirme sıcaklıkları, tane irileşmesine ve toklukta önemli bir azalmaya yol açabilir.

Bu nedenle, takım tasarımcıları genellikle özelliklerin en uygun kombinasyonunu elde etmek için bir uzlaşmayla karşı karşıya kalırlar. Örneğin, A2 takım çeliği daha iyi tokluğa sahiptir D2 takım çeliği.

İşlenebilirlik ve Öğütülebilirlikteki Rolü

Sertlik, takım çeliğinin işlenebilirliğini belirler. D2 takım çeliği, işlenmesi zor, tipik bir yüksek sertlikteki takım çeliğidir. Pratik uygulamalarda, takım çeliği için yüksek sertliğin gerekli olduğu durumlarda, D2 iyi bir seçimdir. Aynı zamanda, işlenmesi zor özelliklerini de ele almalıyız.

Yüksek karbonlu takım çelikleri, genellikle küresel bir mikro yapı ile işlendiğinde en iyi sonucu verir; burada daha yumuşak bir matris, kesici takımın sert küresel karbürleri itmesine olanak tanır. Soğuk işleme, sertliği artırarak işlenebilirliği iyileştirebilir, bu da talaşların daha kolay kopmasını ve kolayca parçalanmasını sağlayarak takım aşınmasını azaltır.

Bir malzemenin taşlanma kolaylığı olan taşlanabilirlik, genellikle sertlik, karbür içeriği, karbür sertliği ve karbür boyutu arttıkça azalır. Bu durum, taşlanabilirlik ile aşınma direnci arasında ters bir ilişki yaratır.

Isıl İşlem ve Sertlik Kontrolü

Isıl işlem, takım çeliğinin sertliği üzerinde belirleyici bir etkiye sahiptir. Sertlik, ısıl işlem görmüş takımlar için yaygın bir kabul kriteridir. Tavlanmış çeliğin, belirli karbürler içeren sertleştirilmiş ve temperlenmiş martensitik bir yapıya dönüştürülmesini ve kesici takım özellikleri elde edilmesini içerir. Yaygın ısıl işlem adımları arasında östenitleme, temperleme ve su verme bulunur. Farklı takım çelikleri için özel ısıl işlem verileri, web sitemizin belirli takım çeliği sayfasında bulunabilir.

Özet

Sertlik, takım çelikleri için son derece önemlidir ve kesme, aşınmaya dayanıklılık ve yüksek sıcaklıklarda performans gösterme kabiliyetlerini belirler. Ancak, sertliğin sağlanması, tokluk ve işlenebilirlik gibi diğer önemli özelliklerle dikkatlice dengelenmelidir ve belirli bir uygulama için optimum kombinasyonu elde etmek için genellikle stratejik malzeme seçimi ve hassas ısıl işlem gerektirir.

1. Mesquita, RA (2014). Takım Çelikleri: Özellikler ve Performans. CRC Basını. ↩︎