Östemperleme, çelik ve dökme demirlerin mekanik özelliklerini, özellikle tokluk ve sünekliği artırmak için uygulanan özel bir ısıl işlem yöntemidir. Geleneksel su verme (martenzitik sertleştirme) işlemlerine bir alternatiftir.
İşlem Adımları
- Östenitleme: Malzeme, yapının tamamen östenit gamma fazı, haline gelmesi için uygun bir sıcaklığa ısıtılır ve bu sıcaklıkta bekletilir.
- Hızlı Soğutma (Su Verme): Malzeme, martenzit başlangıç sıcaklığı (Ms) üzerinde ve genellikle beynit burun sıcaklığı altındaki bir tuz banyosu veya özel bir polimer banyosuna hızla daldırılır. Bu sıcaklık aralığı tipik olarak 250°C – 450°C‘dir.
- İzotermal Bekletme: Malzeme, bu sabit sıcaklıkta (izotermal) yeterince uzun bir süre bekletilir. Bu süre zarfında östenit, beynit adı verilen mikro yapıyı oluşturmak üzere dönüşür.
- Son Soğutma: Beynit dönüşümü tamamlandıktan sonra parça, oda sıcaklığına soğutulur.
Avantajları
- Yüksek Tokluk ve Süneklik: Oluşan beynitik yapı, aynı sertlik seviyesindeki temperlenmiş martenzite göre daha yüksek tokluk sağlar.
- Azaltılmış Çatlama Riski: Soğutma sırasında martenzitik dönüşüm gerçekleşmediği için, iç gerilimler ve dolayısıyla çatlama riski önemli ölçüde azalır.
- Daha Az Deformasyon (Çarpılma): Geleneksel su vermeye göre daha düşük termal ve faz dönüşüm gerilimleri nedeniyle çarpılma (deformasyon) daha azdır.
Çeliklerde (Alaşımlı Çelikler) Uygulama
Islah çelikleri (örneğin AISI 4140, 5140, 4340 gibi orta karbonlu alaşımlı çelikler), geleneksel olarak su verilir ve temperlenir. Östemperleme ise bu çeliklerde aşağıdaki faydaları sağlar:
- Amaç: Yüksek tokluk gerektiren parçalarda martenzitik sertleştirmenin neden olduğu çatlak hassasiyetini ve çarpılmayı azaltarak yüksek mukavemet ile mükemmel darbe dayanımını birleştirmektir.
- Kullanım Alanları: Otomotiv parçaları (kollar, akslar, dişliler) ve yüksek darbe dayanımı istenen yapısal bileşenlerde tercih edilir.
Dökme Demirlerde Uygulama: ADI (Austempered Ductile Iron)
Östemperleme, özellikle küresel grafitli dökme demirlerde (Sfero Döküm) uygulandığında devrim niteliğinde bir malzeme sınıfı olan ADI (Östemperlenmiş Sünek Dökme Demir) ortaya çıkarır.
- Malzeme Yapısı: ADI, östenitleme ve izotermal bekletme sonucunda ferrit ve karbonca zenginleştirilmiş stabilize östenit (bu yapıya ausferrit denir) karışımından oluşan özel bir matrise sahiptir.
- Özellikleri: ADI, dökme demirlerin en iyi özelliklerini (kolay şekillendirilebilirlik, titreşim sönümleme) çelik kadar yüksek mukavemet ve tokluk ile birleştirir.
- Mukavemet: Çoğu dövme çelikle rekabet edebilecek düzeydedir.
- Aşınma Direnci: Mükemmel aşınma direncine sahiptir.
- Kullanım Alanları:
- Otomotiv: Krank milleri, dişliler, süspansiyon parçaları.
- İnşaat/Tarım: Ağır hizmet tipi makine parçaları.
Özetle, östemperleme, malzemeye yüksek tokluk kazandırırken çarpılma ve çatlama riskini azaltan, özellikle ADI üretiminde kritik rol oynayan ileri bir ısıl işlem yöntemidir.
