Temperleme

Bütün hatasız su verilmiş parçalar cam sertliğinde ve cam kırılganlığındadır.  İstenilen şekilde kullanılmaları için belirli bir sünekliğe gerek vardır. Aksi takdirde basit bir darbe sonucu derhal kırılırlar. Bu sünekliğe temperleme işlemi ile erişilir. Tempelemenin manası su vermeden sonra tekrar ısıtmadır. Temperleme sıcaklıkları 150~650 derece arasındadır ve çelik çeşidi ile çeliğin ısıl işlemden sonra hangi gaye ile kullanılacağına bağlıdır. Çeliğin özellikleri temperleme sıcaklığının yükselmesi ile değişir. Yüksek sertlik ve mukavemet başlangıçta çok az etkilenir. daha sonra bu değerler kuvvetle değişerek yumuşatma tavlamasına uğramış durumdaki değerlere yaklaşır. Uzama kabiliyeti ve süneklik ise, ters olarak değişir. Belirli temperleme sıcaklıklarında malzeme en yüksek süneklik değerine erişir ki, bu değerin normalleştirilmiş durumdakinden daha yüksek olması mümkündür. Her malzemenin kendisine ait bir temperleme diyagramı vardır.

İç Olaylar

Temperleme sıcaklığının artması ile ısıl gerilmeler, sertlik azalmayacak şekilde, birbirlerini dengeler ve bu arada kırılganlık da düşük seviyeye indirilir. Bu gerilme giderme işlemi için 180 dereceye kadar olan sıcaklıklar gereklidir. Sıcaklığın yükselmesi ile aynı anda karbon atomları da martenzit içerisinde zorunlu çözelti halinde bulundukları durumdan kurtularak daha kolay difüzyona uğrar. Martenzit karbon atomlarının yapıdan itilmesi ile ferrit haline dönüşmek ister. Yaklaşık olarak 200oC'da ilk önce martenzitin tetragonal halde uzamış kristal kafesi kısalır ve karbon atomları tek tek martenzit kafesini terk ederek ince karbür parçaları (mikroskopta görülemez) halinde bir araya gelir. Artık ostenit ise, kübik martenzit haline dönüşür. Kübik martenzit birim kafeslerin bazılarında, karbon atomları ihtiva eden büyümüş bir α-kafesidir. Temperleme sıcaklığı yükseldikçe karbonun difüzyonu giderek kolaylaşır ve gittikçe daha iri karbür taneleri topaklaşır. Bu taneler görülebilir hale gelmiştir ve 700 derece civarındaki bir temperleme sıcaklığında iç yapı taneli bir perlite benzer. Karbürün yapı içerisinde ayrışması ile martenzitin sertliği de azalır. Ferrit miktarının çoğalması neticesinde ise, uzama kabiliyeti ve süneklik artar.

Uygulama Usulü

Parçalar su verme işleminin hemen ardından şekil ve büyüklüklerine göre hava, metal banyosu, tuz banyosu, kum banyosu veya sıcak tepsiler içinde ısıtılır ve yaklaşık olarak iki saat süre ile temperleme sıcaklığında tutulur. Temperleme aslında bir difüzyon olayı olduğundan hem sıcaklık hem bekletme süresi temperleme işlemini etkiler. Daha yüksek sıcaklıkta kısa bekletme veya daha düşük sıcaklıkta uzun süre bekletme ile aynı neticeye varılır. Sıcak işlem çelikleri yani dövme kalıplarının ve plastik malzemeler için presleme kalıplarının yapıldığı çelikler, bu nedenle işletmede kullanıldıkları sıcaklıkların 50 ile 100 derece daha üstünde temperlenmelidir. Aksi takdirde malzeme kullanıldığı yerdeki sıcaklığın etkisi ile temperlemeye devam ederek sertliğini kaybeder; ölçü veya şekil değişimine uğrar. Keski ve zımba gibi basit aletlerin yalnız zorlanma etkisi altında kalan uçlarına su verilir ve geriye kalanı ısı ile tekrar temperlenir. Parlak bir şekilde yüzeyi düzeltilmiş keski üzerinde artan kalınlıklarda oksit tabakaları teşekkül eder. Bu nedenle meneviş renkleri de oluşur. Meneviş renklerinin yardımı ile temperleme sıcaklığı tahmin edilebilir. Kolay oksitlenmeyen alaşımlı çeliklerde bu usul güvenilir değildir. Temperlemeden sonra ısıl gerilmelerin teşekkülünü önlemek için parça oda sıcaklığına kadar yavaş olarak soğutulur. Sadece belirli cins alaşımlı çelikler için temperleme sıcaklığından sonra hızlı bir soğutma istenir.