Isıl işlem Görmüş Malzemelerde Numune Hazırlama
Isıl işlem Görmüş Malzemelerde Numune Hazırlama

 Giriş

Kullanımı Bronz Çağına dayanan ısıl işlem, M.Ö. 800 yıllarında demir (demircilik) işlemek için geliştirildi ve 10. yüzyılın başlarında Şam çeliğinin (DAMASCUS STEEL) üretimi ile ilk zirveye ulaştı (bkz Şekil.1.)

 

Şekil 1 . Modern Şam Çeliğinden Bir Bıçak

Demir, karbon ilave edilerek çeliğe dönüştürüldü ve alaşıma sertlik gibi yeni özellikler kazandırıldı.  Bu süreçte çok sayıda demir alaşımı ve çeşitli elementler araştırılarak birçok farklı uygulamaya uygun yeni çelik tipleri geliştirildi.

Çeliğin özelliklerini değiştirmenin bir başka yolu, tavlama gibi ısıl işlemdir. Bu süreçte zaman çok önemli bir rol oynadığından, sıcaklık-zaman diyagramları geliştirilmiştir.

Bugün, belirli bir uygulama için en iyi çeliği üretmek amacıyla birçok sıcaklık-zaman diyagramı değerlendirilmiştir. Bu diyagramlar, zaman ve ısı ile işlenmiş çeliğin ilgili yapısı (östenit, martensit, beynit) arasındaki ilişkiyi gösterir.

Isıl işlem öncelikle sertleştirme tesislerinde yapılır. Sertleştirme tesislerinde işlenen malzemeler çoğunlukla aynıdır ve tekrarlanabilir, güvenilir ve karşılaştırılabilir sonuçlar zorunludur. Etkili proses kontrolü için çok sayıda numune test edilmelidir. Bu nedenle, numune hazırlama işlemi basit ve hızlı olmalıdır. Ayrıca, numune hazırlama, kolay ve hatasız yüzey muayenesi sağlamak için mükemmel numune düzlüğü ile sonuçlanmalıdır.

 Metalografik Hazırlama İşlemi

Tüm bu gereksinimlerin bir sonucu olarak, hazırlık yöntemi aşağıdakileri içermelidir:

• Numunelerin hızlı ve hassas kesilmesi

• Hızlı kalıplama sağlayan düzgün yüzey

• Hızlı ve yumuşak zımparalama / parlatma

 

ATM QNESS GMBH'nin BRILLANT 240 model otomatik sulu kesme makinesini kullanmak, kesme sırasında ısıyı azaltan ve deformasyonu düşük bir kütlede tutan CareCut özelliğini seçerek hızlı ve yumuşak kesme avantajı sunar.  Bu, numunenin daha sonra sadece düşük bir deformasyon derecesi ile ve minimum yapısal değişikliklerle hazırlanmasını kolaylaştırır. 

 

Şekil 2. BRILLANT 240 otomatik kesme cihazı

Düz bir yüzey ve yüksek kenar tutunması elde etmek için, OPAL 410 sıcak bakalit cihazı ile birlikte kullanılan Epo siyah bakalit tozu, yüksek verim, mükemmel kenar tutunması ve düz yüzey oluşturulmasını sağlar.

Endüstriyel alandaki numuneler için çeşitli zımparalama ve parlatma yöntemleri uygulanabilir ve burada tartışılan hazırlama yöntemleri bu alanda kullanılan yöntemlere genel bir bakış içerecektir.

Yöntem 1

Bu yöntem uzun süredir kullanılan geleneksel bir işlemdir. Isıl işlem görmüş numunelerin sertliğinden dolayı, SiC Kağıdın ömrü oldukça kısadır ve bu da sarf malzemesi tüketimi için nispeten yüksek maliyetlere neden olur.

 Hazırlık aşamaları aşağıdaki gibidir:

Kademe

Zımpara / Keçe (Çuha)

Yağlayıcı / Süspansiyon

Tabla Hızı

Numune Tutucu Yönü

Tekli Numune Baskı Kuvveti

(single force)

Süre

Zımparalama

SIC, P180

Su

300 devir/dak

Saat yönünde

30 N

Düz yüzey elde edilene kadar

Zımparalama

SIC, P320

Su

300 devir/dak

Saat yönünde

30 N

1:00 dk

Zımparalama

SIC, P600

SU

300 devir/dak

Saat yönünde

30 N

1:00 dk

Zımparalama

SIC, P1200

Su

300 devir/dak

Saat yönünde

30 N

1:00 dk

Parlatma

Iota

Dia Complete / 3 µm

150 devir/dak

Saat yönünde

30 N

5:00 dk

 Yöntem 2

Taşlama, hızlı ve uygun maliyetli bir hazırlık avantajı sunar. Ancak bu, özel bir makine için bir yatırım gerektirir. Bununla birlikte, SiC  kağıtlarının değiştirilmesi gerekmediği için genel hazırlık süresi azalır. Ek olarak, uzun ömürlü elmas aşındırma diskleri kullanılabilir.

Kademe

Zımpara / Keçe (Çuha)

Yağlayıcı / Süspansiyon

Tabla Hızı

Numune Tutucu Yönü

Tekli Numune Baskı Kuvveti

(single force)

Süre

Zımparalama

TAş, P100

Su

sabit

Saat yönünde

30 N

Düz yüzey elde edilene kadar

Ön Parlatma

Galaxy Contero H

 

DiaComplete/

9 µm

150 devir/dak

Saat yönünün tersinde

30 N

4:00 dk

Parlatma

IOTA

DiaComplete/

3 µm

150 devir/dak

Saat yönünde

30 N

4:00 dk

Yeni bir makineye yatırım yapılmasını önlemek için, standart zımparalama ve parlatma cihazı kullanma avantajı sunan düzlemsel zımparalama için elmas zımparalama diskleri kullanılabilir.

 Yöntem 3

 Galaxy zımparalama diski çok serttir ve numune yüzeyinin sertliği değişse bile düz yüzeyler verir.

Kademe

Zımpara / Keçe (Çuha)

Yağlayıcı / Süspansiyon

Tabla Hızı

Numune Tutucu Yönü

Tekli Numune Baskı Kuvveti

(single force)

Süre

Zımparalama

Galaxy Red

Su

300 rpm

Saat yönünde

30 N

Düz yüzey elde edilene kadar

Ön Parlatma

Galaxy Contero H

 

DiaComplete/

9 µm

150 devir/dak

Saat yönünün tersinde

30 N

4:00 dk

Parlatma

IOTA

DiaComplete/

3 µm

150 devir/dak

Saat yönünde

30 N

4:00 dk

 

Şekil 3. Ferlit -  Perlit, 3% nital ile dağlanmış, 20x lens

 

Şekil 4 . Isıl İşlem sonrası Martensit yapısı, 3% nital ile dağlanmış, 20x lens

 

Sonuç

Sertleştirme tesislerinde, numune hazırlama gereklilikleri kısa numune hazırlama süresi, yüksek verim, sertlik testi için uygunluk veya mikro yapı muayeneleri için iyi numune  düzgünlüğü ile güvenilir sonuçlar içerir. SiC kağıdı kullanan hazırlama yöntemi nispeten yüksek maliyetler içerir, bir taşlama taşı kullanmak özel bir makineye yatırım gerektirir. Aşındırma diskleri yöntemi (Yöntem 3), mevcut cihazları ve uzun ömürlü sarf malzemeleri kullanma avantajı sunar, maliyet verimliliği sağlar ve gerekli tüm numune hazırlama gereksinimlerini karşılar.

Başlıksız Belge