Yüksek Hız Çelikleri
Yüksek hız çeliklerinin gelişimi Mushet’in 1860’da tungsten-manganez çeliğini sertleştirme yoluyla elde ettiği ürün ile başlar. Bu çeliklerin işlenebilme imkanları Taylor ve White’ın yüksek hız çeliğinin müjdesini verdikleri 1900 yılına kadar tam olarak değerlendirilememiştir .
Yüksek hız çelikleri takım ağzı kızaracak ölçüde yüksek kesme hızlarında dahi talaş kaldırabilen, yani bu koşullara rağmen yüksek
sıcaklık sertliğini büyük oranda ve uzun süre koruyan malzemelerdir. Bu malzemeler yüksek sıcaklıklara ve aşınmaya karşı dayanımlıdır. Bu özellikleri çeliğe kazandırmak için bazı alaşım elemanlarının ilavesinin yanında uygun ısıl işlemin de gerçekleştirilmesi gerekir.
YÜKSEK HIZ ÇELİKLERİNDEN İSTENEN ÖZELLİKLER
Sertlik
Sert bir malzemenin işlenmesi ancak kendinden daha sert bir takım ile gerçekleştirilir. Bu amaca uygun olarak yüksek hız çeliklerinin yüksek karbon ve alaşım elemanları ilaveleri yüzünden sertlikleri fazladır. Alaşım elemanlarının karbonla oluşturduğu özel karbürler sertliği önemli ölçüde arttırırlar. Karbon ve alaşım elemanlarını ve dolayısıyla bunların oluşturduğu özel ve sert karbürleri arttırarak sertlik 67-68 HRc’ye kadar yükseltilebilir. Sertleştirme sonrası belirli bir sertlik alma derinliği veya sertleşme kabiliyeti, M10’un dışındaki bütün yüksek hız çeliklerinin havada soğutulması ile yaklaşık 1 inç (25.4mm) civarında olmaktadır. Hava yerine yağ veya ergimiş tuz banyosu soğutma ortamı olarak seçildiğinde bu derinlik 3 inç’e kadar çıkabilir.
Tokluk
Zorlamalar ve darbeler karşısında takımın kırılmaya karşı dirençli, diğer bir deyişle tok olması istenir. Fakat yüksek hız çeliklerindeki
yüksek karbon ve alaşım miktarı çeliğe sertlik özelliği verdiğinden kullanım yerine göre çeliğin tok olması istendiğinde bazı önlemler alınmalıdır.
Yüksek hız çeliklerinde tokluk, çeliğin bileşimindeki karbon miktarının daha düşük seviyeye ayarlanması veya çeliğin genel olarak
bilinen ostenitleme sıcaklığından daha düşük bir ostenitleme sıcaklığında sertleştirilip, böylece daha iyi tane boyutu sağlanması ile arttırılır. 1100-1200 oF (593-649 °C) arasında temperlemek te hız çeliklerinin tokluğunu arttırır. Bununla birlikte, tokluk arttığında sertlik ve aşınma dayanımının da azalacağı gözden kaçırılmamalıdır. Dolayısıyla yukarıda bahsedilen işlemler tokluğun ön planda, önemli olduğu durumlarda uygulanmalıdır.
Aşınma Dayanımı
Hız çeliğinin aşınma dayanımlı olması, sürtünmeye, yumuşamaya veya mekanik etkilere karşı dirençli olmasıdır. Bu da kullanımı esnasında takımın daha uzun sürede değişimini gerektirdiğinden kullanımdaekonomiklik sağlar. Yüksek hız çelikleri, martenzit yapısı içine dağılmış sert refrakter karbürlerin ve temperlenmiş martenzit matrisinin yüksek sertliğinden dolayı yüksek aşınma dayanımına sahiptirler. Molibden karbürünün (M6C) sertliği 75 HRc iken, vanadyum karbürünün (MC) sertliği 84 HRc’dir. Bu yüzden
MC karbürünün miktarını arttırmak aşınma dayanımını arttırır. Fakat yüksek vanadyumlu hız çeliklerinin daha iyi aşınma dayanımlı olmalarına karşın, bu çeliklerin işlenebilme ve taşlanabilme zorlukları vardır.
Sıcak Sertlik
Sıcak sertlik, hız çeliği takımlarının yüksek kesme hızlarında oluşan yüksek sıcaklıklara dayanabilme özelliğidir. Yüksek hız çeliklerinin sıcak sertlik özelliği, bileşimlerine ve temperleme işlemi esnasında alaşım karbürlerinin çökeldiği ikincil sertleşme reaksiyonlarına bağlıdır. Tungsten sıcak sertliği sağlar çünkü tungsten karbürleri çok yüksek sıcaklıklarda çözünür. Genel olarak kullanılan sertleştirme sıcaklıklarında tungsten karbürlerinin fark edilir bir miktarı ostenit içinde çözünmeden kalır. Bu
tungsten karbürleri aşınma dayanımlıdır. Ostenit içinde çözünen tungsten miktarı temperlemede karbür çökelmesi esnasında ikincil sertleşmeyi sağlar.
Kobalt karbür oluşturmaz ama karbon atomlarının yerini tutarak matrikste çözünür böylece kobalt yüksek hız çeliklerinin martensitik yapısını kuvvetlendirerek sertliği ve sıcak sertliği sağlar. Kobalt, temperleme işlemi esnasında çeliğin yumuşamasını geciktirir ve bu, çeliğe daha yüksek sıcak sertlik verir.
Kesme Kabiliyeti
Kesme takım malzemeleri olarak kullanılan yüksek hız çeliklerinden eklenen önemli özelliklerden biri de kesme kabiliyetidir. Takım kullanım alanına göre kesme kabiliyeti ön plana çıkarılarak şekillendirilir. Daha sonra takım iş parçasının malzemesine göre uygun biçimde tokluk, sertlik ve aşınma dayanımı gibi özellikler kazanması için ısıl işleme tabii tutulur.
Takım uçlarının geometrisi, kesme işleminde iş parçasından ayrılan talaşın uca sarılmaması için uygun açılarda olmalıdır. Genellikle, M7 düşük alaşımlı çeliklerin, demirlerin ve kısa çentik oluşturan diğer malzemelerin işlenmesinde M2 gibi yaklaşık aynı kesme performansını gösterir. M7 takımlarının daha sert olmalarına rağmen M2’ye göre M7 takım çelikleri daha büyük krater dayanımı avantajına sahiptir. M7, austenitik paslanmaz çelikler ve titanyum gibi uzun çentikler oluşturan malzemeleri kesmede
M2’ye göre tercih edilmez
Meneviş Kalıcılığı
Yüksek meneviş sıcaklıklarında sertliğin çok az azalması olarak bilinen meneviş kalıcılığı, yüksek hız çelikleri ile yapılan talaşlı imalatta önemli bir özelliktir. Metallerin ve diğer sert malzemelerin talaşlı imalatında, sürtünme dolayısıyla takımlar ısınır, kesici uçlar hızla yumuşar, körelir ve kırılgan hale gelir. Yüksek hız çeliklerinin gelişimi ile yüksek hızlarda işleme ve derin talaş kaldırma olanağı doğmuştur. Uygun alaşımlandırma ile yüksek hız çeliklerinin meneviş kalıcılığı arttırılır. Bu özelliği sağlayan en önemli elementler volfram, molibden ve vanadyumdur.
Listelenecek blog gönderisi yok.