1.Tür Tav İşlemleri

 

Birincil kristalleşmeden gelen kimyasal bileşim farklarını (mikro segregasyon) gidermek için yapılır. Böylece ikincil kristalleşmede (örneğin sıcak sekil vermede) ortaya çıkabilecek bantlı içyapı ve bunun özelliklere etkisi de önlenmiş olur. 

Yayınma yoluyla derişikliğin dengelenmesi ancak mikro ölçekte olmak üzere çok yüksek sıcaklık (1100 C – 1300 C) ve çok uzun sürede (yaklaşık 50 h) gerçekleşir. Bu nedenle pahalı ve makro segregasyonu gideremeyen bir işlemdir. Artan sıcaklık yüksek enerjili tane sınırlarını ve dolayısıyla tane sayısını azalt-tığından, homojenleştirme genellikle aşırı tane irileşmesine yol açar. 

Hadde ürünlerinin başlangıç malzemesi olan ingotlar tav çukurlarında bir tür yayınma tavı görür. Çeliğin kalitesi açısından böyle bir işlem zorunluysa, bunun ingot aşamasında yapılması uygun olur. Çünkü yöntemin olumsuz yan etkileri (tufal oluşumu, tane irileşmesi) daha sonra haddeleme ile ortadan kalkar. 

Malzemede gevrekleştirici katışkılardan çözünebilir olanları, homojenleştirme sırasında tane sınırlarından tane içlerine doğru yayınır. Çözünmeyen bileşikler (karbürler, oksitler, nitrürler) ise küresel bir biçim alırlar. Böylece bazı çeliklerin mekanik özellikleri iyileşebilir. Örneğin çoğunlukla (alaşımlı) çelik döküm parçalara normalleştirmeden önce yayınma tavı uygulanması çentik darbe tokluğunu yükseltir. 
 

Düşük karbonlu çeliklerde talaşlı işlemeyi kolaylaştırmak amacıyla, gevrek ve kaba taneli bir içyapının elde edilmesi talaşın sürekliliğini engeller. Bu durumda malzeme sıvanmaz ve özellikle kısa kırılıcı talaş verdiğinden otomat tezgahlarında işlenebilir. 

Tav sıcaklığı çeliğin üretim yöntemi ile oksit giderme ürünlerinin miktar ve türlerine bağlı olarak 950 °C ila 1100 °C arasında seçilir. Alt dönüşüm noktası A r1'e kadar yavaş olması gereken soğutma daha sonra hızlı yapılabilir. Yüksek sıcaklıktan ötürü pahalı sayılan tane irileştirme tavı, tokluk değerlerini de düşürdüğünden seyrek uygulanır. 
 

Üniform olmayan ısıtma/soğutma (döküm, kaynak, sertleştirme) üniform olmayan şekil değişimi (eğme, soğuk şekil verme), talaşlı işleme (frezeleme, planyalama, tornalama v.b.) ve dönüşüm olayları sırasında parça içinde gerilmeler doğar. Bunlar beklenmeyen biçim değişimlerine (çarpılma) ve/veya malzeme ayrılmalarına (çatlama) yol açabilir. Gerilme giderme tavı öncelikle kaynak konstrüksiyonları ile iç ve dış kısımlar arasındaki küçük sıcaklık farklarının önemli gerilmelere neden olduğu kalın parçalara uygulanır. Çatlama tehlikesi varsa gerilmeyi yaratan olaydan hemen sonra tavlama yapılmalıdır. İşlem genel olarak makro gerilmelerin azaltılmasını amaçlar. Bu arada dönüşüm (sertleşme) mikro gerilmeleri de ortadan kalkabilir. 

Dayanım özelliklerinde önemli değişikliklere yol açmamak için, tay sıcaklığı alt dönüşüm sıcaklığı Ac1'den, ıslah edilmiş çeliklerde ise menevişleme sıcaklığından düşük tutulmalıdır. Malzemenin kimyasal bileşimine göre alaşımsız ve az alaşımlı çeliklerde çoğunlukla 580 C ila 650 C arasında seçilir. 

Yöntemin etkinliği artan sıcaklıkla akma sınırının düşmesine bağlıdır. Tav sıcaklığında (T) akma veya sürünme sınırı çok küçük olduğundan, iç gerilmeler kolayca plastik şekil değişimine yol açıp, söz konusu sınırların düzeyine inerler. Eş dağılım göstermeyen makro gerilemelerin ortadan kalkması da yeni çarpılmalara neden olabileceğinden, parça son boyutlarına işlenmeden gerilme giderme tavına tabi tutulur. 

İşlemin başarılı sonuç vermesi için soğutmanın yavaş yapılması zorunludur. Aksı halde sıcaklık farklarından ötürü parçada iç gerilmeler yeniden oluşabilir. Aynı nedenlerle ısıtmanın da yavaş yapılması gerekir. Özellikle yüksek iç gerilmelerin bulunduğu parçalarda ve gevrek malzemelerde bu noktaya çok dikkat edilmelidir.
 

Soğuk şekil verme sonucu pekleşen malzemenin özelliklerini (yüksek dayanım, düşük süneklik ve tokluk) başlangıç durumuna getirmeyi amaçlar. Birçok uygulamada örneğin derin çekmede ara tav olarak da yapılır. Böylece daha sonraki şekil verme kademeleri için gerekli süneklik malzemeye tekrar kazandırılır. İşlem şekil değiştirme oranı ile diğer etkenlere bağlı olarak, 500 C üzerindeki sıcaklıklarda ve çoğunlukla 600-700'C dolayında gerçekleştirilir. 

Söz konusu ısıl işlem sonunda içyapı yeniden kristallesir. Oluşan eş eksenli taneler daha önce şekil değişimi yönünde uzamış olanların yerini alır. Bu sırada dislokasyon yoğunluğunun azalmasıyla da malzeme başlangıç sünekliğine kavuşur. 

Mekanik özellikler açısından genellikle tane irileşmesi istenmediğinden, kritik oranlarda soğuk şekil değiştirmiş parçalara yeniden kristalleştirme yerine normalleştirme tavı uygulanır. Bunun dışında aşağıdaki nedenlerle böyle bir yola gidilmez. 

Yeniden kristalleştirme tavı normalleştirmeye göre, özellikle az karbonlu çeliklerde oldukça alçak sıcaklıklarda yapılır ve dolayısıyla ekonomiktir. En başta ince saçlar için sorun yaratan tufal oluşumu çok daha azdır. 

Düşük sıcaklık dolayısıyla parçalar biçimlerini daha iyi korurIar. Normalleştirmede ise özellikle ince etli büyük parçaların yüksek sıcaklık etkisiyle kendiliğinden şekil değiştirmelerine kargı önlem alınması, örneğin destek kullanma gerekebilir. 

Özet olarak, yeniden kristalleştirmede şekil değişimi oranı, tav süresi ve tav sıcaklığı birbirine uygun seçilmelidir; aksi halde tane irileşmesi tehlikesi vardır. İnce taneli bir içyapı elde edilebilmesi için işlem, kritik şekil değişimi oranının oldukça üzerinde soğuk şekillendirilmiş parçalara uygulanmalıdır. Yüksek alaşımlı ferritik ve ostenitik çelikler gibi dönüşüm göstermeyen malzemelerde ,taneleri ısıl işlemle küçültmek için tek yöntem ,yeterli soğuk şekil değiştirmeyi izleyen yeniden kristalleştirme tavıdır.