Kriyojenik işlem ya da bilinen adıyla sıfır altı işlem, oda sıcaklığında yapılan ısıl işlem süreçlerinin devamı olarak karşımıza çıkar. Bu işlemde genellikle çeliklerde aşınma dayanımını yükseltmek amaçlanır. Kriyojenik ısıl işlem yapılırken özel olarak tasarlanan işlemci kontrollü kamaralardan yararlanılır. Sıfır altı işlemde hedef düşük sıcaklıklar altında martenzitik dönüşüm prosesinin devamlılığının sürdürülmesidir.
Kriyojenik (Sıfır Altı) İşlem Nedir?
Kriyojenik işlem, çeliğin sertleştirme işlemi sonrasında malzemede kalıntı halinde bulunan östenitin giderilmesi ve çeliğin aşınma direncini artırmak amacıyla uygulanan bir ısıl işlem prosesidir. Kriyojenik işlem çeliklerin aşınma direncini yükseltmeyi amaçlayan ısıl işlem çeşididir.
Kriyojenik işlem kendi içerisinde uygulandığı sıcaklık derecelerine bağlı olarak iki gruba ayrılır. Oda sıcaklığı ile -80°C’a kadar olan sıcaklık aralığı prosesi soğuk işlem olarak tanımlanır. -80°C’den daha düşük sıcaklıklarda uygulanan işlemler ise sıfır altı işlem olarak tanımlanır.
Takım Çeliklerinin Isıl İşlemi
Takım çeliklerinden üretilen kalıplardan maksimum verim elde edebilmek için ısıl işlem çeşitlerine gereksinim duyulur. Özellikle yüksek kroma sahip soğuk takım çeliklerine yapılan kriyojenik işlem malzemenin performansını önemli ölçüde artırır. Soğuk takım çeliklerinde oluşan kalıp performansındaki artış direkt olarak mikroyapı ile alakalıdır.
Soğuk iş takım çeliklerinin sertleştirilmesinin ardından yapıda kalmış olan östenitin çelik üzerinde bıraktığı birtakım etkiler söz konusudur. Kalıntı östenitin takım çeliklerinde oluşturduğu negatif özellikler şu şekilde sıralanabilir;
Malzemenin yük kapasitesinin düşmesi
Akma ve maksimum mukavemetlerinin azalması
Aşınmayı, sertliği ve çentik direncini azaltması
Taşlama işlemleri esnasında yanma ve ısı kontrolüne karşı duyarlılığın artması
Soğuk iş takım çeliklerinde kalıntı östenitin giderilmesi amacıyla yüksek sıcaklıkta temperleme işlemi yapılır. Böylelikle olası çatlamaların önüne geçilmiş olur. Ancak bu işlem kriyojenik işlem kadar etkili değildir.
Sıfır altı işlem yüksek kroma sahip soğuk iş takım çeliklerinde uygulanması önemli olan ısıl işlem çeşididir. Sıfır altı işlem ile kalıntı östenit oda sıcaklığının altında martenzite dönüşmesi söz konusudur. Bununla birlikte kriyojenik işlem sayesinde daha yoğun bir mikroyapı elde edilmiş olur. Kriyojenik işlem ile kalıpların tokluk direnci ve aşınma dayanımının arttığı görülmektedir. Malzemenin dayanıklılığı ve ömrü en az 4 kat artmış olur.