Tavlama, metalin özelliklerini değiştiren özel bir ısıl işlem işlemidir. Birçok farklı ısıl işlem türü olmakla birlikte, tavlama, sünekliği arttırdığı ve sertliği azalttığı için popülerdir. Bu yazıda, tavlama işlemi hakkında bilmeniz gereken her şeyi ele alacağız.
Tavlama İşlemi Nedir?
Tavlama, metalin hem daha dayanıklı hem de daha işlenebilir olması için fiziksel ve bazen kimyasal özelliklerini iyileştirdiği için imalatta yaygın olarak kullanılan bir ısıl işlem sürecidir. Spesifik tavlama işlemi sırasında ısıtıldığında, atomlar kristal kafeslerinde göç eder ve atom dislokasyonlarının sayısı azalır, bu da hem süneklik hem de sertlikte değişikliklere yol açar. Malzeme soğudukça tekrar kristalleşir.
Üretimde en yaygın olan karbon çeliği de dahil olmak üzere birçok alaşım için metalin özellikleri, kristal taneciklerin boyutu ve faz bileşimi ile belirlenir. Her ikisi de ısıtma ve soğutma sırasında değişir. Kristal tanecik bileşimi ve faz diyagramı bilgisi ile, bir ısıl işlem olarak tavlama, metali sertten yumuşağa, kırılgandan sünek hale getirmek için kullanılabilir. Sonuç olarak, metal daha şekillendirilebilir olacak, bu da imalatta açıkça tercih edilen bir özelliktir.
Tavlamanın Faydası Nedir?
Daha önce paylaşıldığı gibi tavlama, metali daha sünek ve daha az kırılgan hale getirmek için kullanılır. İşte tavlamanın üç ana faydası:
- Tavlama, metalleri daha şekillendirilebilir hale getirir. Metal daha güçlü ve daha sünek olduğunda, imalatçılara imalat sürecinde daha fazla alan sağlar. Bükme veya presleme nedeniyle daha az malzeme kırılma riski vardır.
- Tavlama ayrıca bir metalin işlenme kabiliyetini artırabilir ve aletlerin ömrünü uzatabilir. Sert, kırılgan metaller, atölye aletlerinde aşınmaya neden olabilir. Metallerin tavlanması aşınmayı ve aletlerin hasar görme olasılığını azaltır.
- Tavlama, artık stres denilen şeyi ortadan kaldırır. Artık gerilim, gerilimin asıl nedeni ortadan kalktıktan sonra metalde kalan gerilimdir. Örneğin, rulo şekillendirmeden kaynaklanan artık gerilim, bir şerit testere ile kesildiğinde bir yapının esnemesine neden olabilir. Artık gerilim, gelecekteki süreçleri karmaşıklaştırabilir ve tavlama, onu ortadan kaldırmanın harika bir yoludur.
Hangi Metaller Yaygın Olarak Tavlanır?
En yaygın olarak, imalat endüstrisinde birçok çelik ve dökme demir tavlanır. Tavlanabilen özel alüminyum, bakır ve pirinç türleri de vardır. Çelik genellikle durgun havada oda sıcaklığına kadar soğutulurken, bakır ve pirinç de suda söndürülebilir.
Tavlama Sürecindeki Adımlar Nelerdir?
Tavlama işleminde üç ana adım vardır:
- İyileşme(soğuk işlenmiş metaldeki artık gerilmenin giderilmesi)
- Yeniden kristalleştirme
- Tane büyümesi
İyileşme
Metal, taneler olarak bilinen kristal yapılardan oluşan bir kafesten oluşur. Bazen tanelerin yapısı metalde strese neden olur. Tavlama işleminin geri kazanım adı verilen ilk aşamasında, malzemenin sıcaklığını iç gerilimleri ortadan kaldıracak bir noktaya yükseltmek için bir fırın veya başka türde bir ısı kaynağı kullanılır.
yeniden kristalleştirme
Yeniden kristalleştirme sırasında, daha fazla ısıtma, metalin sıcaklığını erime noktasının hemen altına yükseltir, atomların yeniden kristalleşmesi için yeterince yüksek ve erimemesi için yeterince düşük.
Tane Büyümesi
Tane büyüme aşamasında, metalin orijinal stresine sahip olmayan metal soğudukça yeni kristal taneler tamamen gelişir. Süneklik ve sertlik dahil olmak üzere nihai bileşim, soğuma hızıyla belirlenir. Metal tavlandıktan sonra şekillendirme, damgalama veya şekillendirme gibi son işlemler olabilir.
En Sık Kullanılan Tavlanmış Metaller
Çoğu zaman onları şurada bulacaksınız:
- Soğuk haddelenmiş çelik sac ve galvanizli çelik sac gibi saclar tavlanır çünkü soğuk haddeleme işlemi daha sonraki işlemler için çok fazla sertlik oluşturur. Tavlama, çatlamadan veya boyutsal stabiliteyi kaybetmeden daha fazla bükülmeye, zımbalamaya, biçimlendirmeye/gerdirmeye veya kesmeye izin veren sünekliklerini ve şekillendirilebilirliklerini geri kazandırır.
- Soğuk bitmiş çubuk ve metal tel, genellikle tavlama işlemine tabi tutulur, çünkü bunları bir kalıptan çekme işlemi, tanelerinde gerilimlere neden olur. Metalin mukavemeti ve kırılganlığındaki bu artışa iş sertleşmesi denir. Tavlama, ek çekme adımlarını kolaylaştırabilen veya bitmiş çelikte belirli mekanik özelliklere izin verebilen bu iş sertleştirme gerilimini ortadan kaldırır. Yaygın olarak belirtilen yarı sert ve çok yumuşak koşullar, tavlama işlemi yoluyla nihai mekanik özelliklerin kontrol edilmesinin bir sonucudur.
- Alüminyum, aksi takdirde metalde çatlamaya veya yırtılmaya neden olacak aşırı şekillendirme ve çekme işlemlerine izin vermek için genellikle tavlanır. Derin çekilmiş parçalar genellikle tamamen tavlanmış, temperlenmiş veya çok yumuşak ürün olarak belirtilir.
- Kaynak, ısıdan etkilenen bölgede artık gerilime yol açmışsa, malzemeleri daha düzgün hale getirmek için tavlama da kullanılır.
Tavlama Normalleştirme ile Nasıl Karşılaştırılır?
Tavlamadan farklı olarak normalleştirme, sertliği artırma işlemidir. Metali normalleştirmek için, malzemenin sıcaklığını östenitik aralığın üzerine çıkarır ve ardından oda sıcaklığındaki havada soğutursunuz. Östenizasyon, metali, kristal yapısının ferritten östenite dönüştüğü bir sıcaklığa kadar ısıtmak anlamına gelir. Daha yumuşak, daha sünek bir metal arıyorsanız, tavlamayı seçin. Daha sert, daha az sünek bir metal arıyorsanız normalleştirmeyi seçin. Her iki durumda da, her iki ısıl işlem de daha az stres ve daha fazla işlenebilirlik ile metallere yol açar.