Çelik alaşımı temel bileşeni karbon olan bir bileşendir. Isıl işlem gören çelik parçalarında ise mekanik özellikler yani esneklik, sertlik, potansiyel salınım karşıtlığı ve akma kalitesi gibi özellikler değiştirilmektedir.
Katılaştırma ya da sertleştirme işlemi dendiğinde söz konusu olan işlem çelik parçasının normalleşme sıcaklığına kadar ısıtılması ve sonrasında da çoğunlukla su tercih edilmekle beraber uygun bir sıvı ile bu çelik parçasının hızla soğutulmasıdır. Soğutma işlemi çoğunlukla sıvıların içinde yapılsa da bu işlem için hava da kullanılabilir.
Sertleştirilmiş Çeliğin Normal Çelikten Ayrılan Özellikleri
Sertleştirilmiş çelik, ısıl işlem görmüş, söndürme ve soğutma işlemi uygulanmış olan çelik parçalarıdır. Bu işlemlerden geçtikten sonra çelik parçası orta ve yüksek arası bir sertliğe sahip olmaktadır. Bu şekilde sertleştirilen parçaların dış ambalajları da sert olmaktadır. Bunun yanı sıra, sertleştirilmiş çeliklerin güçlü merkezleri vardır. Bu sebeple, bu tür çelik parçaları aks, tutucu, bağlantı parçaları ve eksantrik milleri gibi parçalarda kullanılır.
Çelik sertleştirilme işlemi yapılırken tutulan normalleşme sıcaklığı ve parçanın genel özelliklerine bağlı olarak sertleşme oranı yüksek veya zayıf olabilir. Daha yüksek sertlikte çelikler elde etmek için sertleştirme sıcaklığının daha yüksek tutulması gerekir.
Bununla beraber çelikteki karbon sayısı da sertleşme oranını etkilemektedir. Söz konusu işlemin yapıldığı çelikte ne kadar çok karbon varsa ısı verilen parçanın topraklanma oranı o kadar yüksek olacaktır. Çeliğin sertlik oranı yükseldikçe bükülebilirliği azalır.
İdeal Çelik Sertleştirme İşlemi
İdeal çelik sertliği çelik parçasının karbon, krom ve manganez kapsamına bağlıdır. Bu sebeple, değişik alanlarda kullanılacak olan çeliklerin ideal sertlik oranların farklılaşmaktadır. Örneğin, bıçak yapımında kullanılacak olan sertleştirilmiş çeliklerin yüzeyinde %14 oranında krom, %0,5 oranında manganez ve %1,05 oranında karbon bulunmaktadır.
Bu noktada, normal çelikten farklı olarak katılaşma döngüsüne maruz kalan çelik parçaları yavaş yavaş ısısı yükseltilerek en son aşamada kırmızıya döner. Kademe kademe ısısı değiştirilen çelik parçaları östenitik kademe bölünmesine sahip olur.