SICAK İŞ TAKIM ÇELİKLERİ

Modern bir süreçle, Lucchini RS en yüksek gereksinimler ve en karmaşık uygulamalar için Krom, Molibden
ve Vanadyum içeren bir sıcak iş çeliği ailesi üretmiştir. Bu çeliklerin en önemli karakteristik özelliği, uzun
periyotlarda yüksek sıcaklığa maruz kalsalar bile sertlik ve tokluklarını koruyabilmeleridir. Bu özellik, üç temel karbürün yapıda dengeli bir şekilde bulunması ile gerçekleşmektedir. Bunlar; Mo6C, VC ve Cr7C3 karbürleridir.

Bu kompozisyon aşağıdaki iki özelliğe sahiptir;
• Sertlikleri çok yüksektir
• Alaşım elementlerinin kontrollü yayılması altında birbirleri ile topaklanma eğilimindedirler.
Bu çelikler, uygulanan üretim sürecine bağlı olarak BeyLos® ve EskyLos® olarak adlandırılmaktadır.
BeyLos® çelikleri VD (Vacuum Degassed – Vakum Gaz Giderme) teknolojisi ile üretilirken, EskyLos® çelikleri VD (Vacuum Degassed – Vakum Gaz Giderme) ve ESR (Elektro-Slag-Remelting – Cüruf Altı Ergitme) teknolojisi ile üretilmiştir.

Bu bakımdan BeyLos® ailesindeki ürünler mekanik özellikleri etkilenmeden yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Bununla beraber şekillendirme ve ekstrüzyonda farklı gereksinimleri karşılamak için tasarlanmıştır. BeyLos® ailesi AISI normunda H11 ve H13’e karşılık gelen BeyLos® 2343 ve BeyLos® 2344 ile başlamaktadır. İki kalite, farklı Vanadyum miktarlarından dolayı sıcak şekillendirme ve ekstrüzyon alanlarında çok farklı uygulamalar için uygundur.

Kendilerine özgü uygulama tipi ve gerekli kimyasal ve fiziksel özellikleri olan bu çelikler, son derece özel ve
modern imalat yöntemleri ile üretilmektedir. BeyLos® ailesindeki tüm kaliteler, “Super Clean” olarak
bilinen özel bir teknikle üretilmektedir. Bu özel üretim sürecinde son derece az miktarda yapıda inklüzyon
kalmaktadır. Bu parametrenin çeliğin mikro temizliğinde önemli parametrelerden biri olduğu iyi bilinmekle beraber, sıcak iş çeliklerinin kullanıldığı zorlu uygulamalar için önemli ve gerekli bir parametredir.

Dahası, Vakum Gaz Giderme (VD) sayesinde ki bütün BeyLos® ailesi bu işlemden geçmektedir, hidrojen,
azot ve oksijen gibi gazların düşük seviyelerde tutulması bu yöntem ile mümkün olmaktadır. Bu gazlar inklüzyonlara ve gaz boşluklarına sebep olmakla beraber malzemelerin performansını olumuz yönde etkilemektedir.

BeyLos® 2343, BeyLos® 2344, BeyLos® 2365, BeyLos® 2367 malzemerinin EskyLos® olarak bilinen
ESR yöntemiyle üretilmiş çeşitleri de mevcuttur. ESR yönteminin çelik üretiminde kullanılması aşağıdaki avantajları sağlamaktadır;
• Malzemenin tokluğunda artış,
• Yüksek seviyedeki mikro temizlik,
• Malzemenin her yönde izotropik olması,
• Çok düşük seviyedeki segregasyon miktarı.

ESR yöntemi, ingot ergitme işlemine dayanmaktadır. Geleneksel Vakum Gaz Giderme (VD) süreci boyunca cüruf içeren bakır külçe kalıp kullanılmaktadır. İngot erir, sıvı metal cürufu geçer ve cüruf bir filtre gibi davranır ve sıvı çeliği inklizyonlardan korur. Katılaşma süreci, geleneksel yöntemlere göre kalıp
içerisindeki katılaşma yönteminde daha hızlıdır. Sonuç olarak homojen ve izotropik bir malzeme elde edilir.

Kullanmaya başlamadan önce, BeyLos® ailesine ait tüm çeliklere ısıl işlem uygulanacak, (Yumuşak tavlı olduğu gibi sertleştirlmiş olarak mevcut olan BeyLos® 2714 ürünlerinden olan, sertliği 40-44 HRC olan BeyLos® 2714 ürünleri hariç) östenitleme işleminin ardından en az 2 meneviş yapılmalıdır. Üçüncü menevişi, gerilim giderici işlem olarak tavsiye etmekteyiz. Kullanıcıların üreticilerin talimatlarına uymasını önemle tavsiye etmekteyiz. Uygun olmayan bir ısıl işlemde, bölgesel aşırı ısınmada, sertleştirmede, yetersiz sürelerde kalıbın ömrü önemli ölçüde etkilenecektir.

Östenitleme
Yumuşak tavlanmış parçanın sertleştirilmesinden hemen sonra meneviş yapılması tavsiye edilmektedir.
Östenitleme sıcaklığına üç aşamada kademeli olarak ulaşılması önerilmektedir. Diğer yandan BeyLos® 2714 malzeme için bir ön ısıtma basamağı yeterlidir.

400 OC’de gerçekleştirilen ilk ön ısıtmada gerilimler ortadan kaldırılır. Daha sonraki 600 OC ve 800 OC’de ikinci ve üçüncü ön ısıtma basamaklarında da sıcaklık dengelemesi için gereklidir. Isıtma hızı 150 OC/saat olarak tavsiye edilmektedir. Parçaların kalınlığına bağlı olarak ön ısıtma sıcaklıklarında bekleme süreleri hesaplanmaktadır. Bu hesap sağ tarafta görülmektedir. Alternatif olarak termokupl kullanılarak parçanın merkezi (TC) ve yüzeyi (TS) arasındaki fark hesaplanır.

800 OC’de yapılan üçüncü ön ısıtma sonrasında mümkün olabildiğince hızlı bir şekilde östenitleme
sıcaklığına çıkılır ve (TS-TC) 30 dakika beklenir. Ayrıca aşağıda görülmekte olan formül yardımıyla da hesaplanabilir:
t = (x+39)/2
t: bekleme zamanı (dakika)
x: kalınlık (mm)

Temperleme
Aksi belirtilmediği sürece ilk meneviş sıcaklığı olarak 580 OC tavsiye edilmektedir. Böylece ikincil sertleşmede tamamlanır. Bundan sonra yapılacak ikinci meneviş sıcaklığı istenilen mekanik özelliklere
bağlı olmakla beraber yapılan ilk meneviş sıcaklığından daha yüksek bir sıcaklıkta yapılması
gerekmektedir. Üçüncü meneviş ise bir önceki meneviş sıcaklığından 30-50 OC daha düşük sıcaklıkta
yapılacak olup gerilim giderme amaçlı yapılmaktadır. 400 – 550 OC sıcaklıkları arasından meneviş yapılması tokluğu düşürdüğü için tavsiye edilmemektedir.

Ayrıca 200 OC altında meneviş yapılmasının herhangi bir anlamı olmadığı için tavsiye edilmemektedir.
BeyLos® 2714 malzeme sadece bir menevişe ihtiyaç duymaktadır. Aşağıdaki formüller kullanılarak 1. ve 2. Meneviş sıcaklıkları hesaplanabilir:
t’ = t’’ = 0,8 x + 120
t’, t’’: bekleme zamanı (dakika)
x: kalınlık (mm)
üçüncü meneviş için aşağıdaki formülle hesaplanabilir;
t’’’ = 0,8 x + 180
Meneviş sırasında faz dönüşüm noktalarının aşılması kaçınılmazdır. Bu bakımdan malzemenin hacminde
değişiklikler olmaktadır. Bu sebeple ısıl işlem esnasında meydana gelen boyut değişikliklerini telafi etmek için ölçülerde tolerans bırakmak gerekmektedir. Ayrıca tüm köşelerde pah olmalıdır.

Lucchini RS takım çelikleri, malzemelerin performanslarını optimize etmek için tasarlanmıştır. Lucchini RS kendi ürünü olduğunu belli etmek için sadece markayla beraber malzemenin uluslararası numarasını kullanmıştır.

BeyLos® 2343 temel olarak malzemenin tokluk özelliğinin ön planda olduğu uygulamalar için geliştirilmiştir. Sıcak şekil verme ve ekstrüzyon için ideal malzemedir. BeyLos® 2344, BeyLos® 2343 malzemesinden daha yüksek oranda Vanadyum içerir ve karakteristik bakımdan sıcaklık ve sıcak çatlak direnci daha iyidir.

BeyLos® 2343 ve BeyLos® 2344 malzemelerinin yanı sıra, BeyLos® 2365 malzemesi tasarlandı. % 3 krom, molibden ve vanadyum içeriği sayesinde yüksek mekanik özelliklere sahip olması tokluk bakımından dezavanjlıdır. Malzemenin diğer önemli karekteristiği yüksek ısıl iletkenliğidir. BeyLos® 2343 baz alınarak BeyLos® 2367 malzemesi dizayn edildi. Molibden içeriği nedeniyle sıcak ortamda
daha iyi mekanik özelliklere sahip olmakla beraber BeyLos® 2343’ün mükemmel tokluğunu devam ettirir.
BeyLos® 2367 yüksek mekanik karakteristiğin ihtiyaç duyulduğu sıcak uygulamalarda tavsiye edilmektedir.

BeyLos® 2343, BeyLos® 2344, BeyLos® 2365, BeyLos® 2367 malzemenin EskyLos® olarak bilinen
ESR yöntemiyle üretilmiş şekli de mevcuttur. BeyLos® 2714 birçok farklı uygulamada kullanılmaktadır.
Hem oda sıcaklığında hem de çalışma sıcaklıklarında yüksek tokluk ve mekanik özelliklere sahip
olan BeyLos® 2714 hem plastik kalıplarında hem de dövme kalıplarında kullanılmaktadır. Tüm alternatifleri ile BeyLos® serisi sıcak ve karmaşık uygulamalar için uygundur.