Isıl İşlem Nedir?

Isıl işlem metallerin setlik ve dayanıklılık kazanması, kolay şekil verilebilmesi için ısı uygulama işlemidir. Demir ve çeliklerde, ısıl işlem uygulamasıyla sıkça karşılaşılır. Isıl işlem, yüksek fırınlarda gerçekleştirilir. Sıcaklığı hayli fazla olan yüksek fırınlarda, metallerin istenen özellikleri kazanması sağlanır. Isıl işlem uygulamasında kullanılan yüksek sıcaklık seviyeleri, malzemelerin atom hareketlerini kontrol altına alabilmek için gereklidir. Atom hareketleri kontrol altına alınan metallere, istediğiniz nitelikleri yükleyebilirsiniz. Isıl işlem uygulaması ısıtma, tutma ve soğutma aşamalarından oluşmaktadır.

Isıl İşlemde Isıtma Aşaması

Isıl işlem uygulaması, yüksek fırınlarda yukardan aşağıya doğru ilerleyerek gerçekleşen bir süreçtir. Fırının en tepesinden atılan ve yukarıda kalan metal cevheri, ilk aşamada 360 °C altında ısıtılarak kurutulur. Burası gaz yoğunluklu bir alandır. Yeterince kuruduktan sonra, 900 °C sıcaklığı bulunan bir alt bölmeye ilerleyerek içeriğindeki oksijenden ve karbondan uzaklaştırılır. Son olarak, cüruflarından ayrılmış olarak yüksek fırının 1600 °C’yi bulan en altındaki havuzda birikir. Isıl işlemin ısıtma aşamalarındaki en önemli unsur, ısıtma süreleridir. Elde edilmek istenen metalin nitelikleri dikkate alınarak, ısıtma aşamasında görev alan her bir alt bölmede ne kadar süre ile ısıtılacağı doğru tespit edilmeli ve kararında uygulanmalıdır. Sıkı bir iş takibi gerektirir.

Isıl İşlemde Tutma Aşaması

Metallere özellik kazandıran ısıl işlem uygulamalarının tutma aşaması, cüruftan arındırılan cevherin havuzda bekletilmesidir. Yüksek fırının en altında bulunan ve fırının en sıcak olduğu bölgeyi temsil eden havuz alanında metal cevheri istenen sıcaklığa geldikten sonra bir süre daha tutulur. Tutma süresi, istenen sıcaklığa gelen metalin ne kadar daha fırın içerisinde kaldığını gösterir. Metaldeki alaşım oranları, kalitesi ve miktarı gibi faktörler tutma süresini belirler. Fırının ısıtma hızı yüksekse ve malzemenin de ısınma hızı yüksek olacaktır ve tutma süresi kısalacaktır.

Isıl İşlemde Soğutma Aşaması

Isıl işlemde son olarak soğutma aşamasına geçilir. Tutma aşamasını bitiren metal, havuzdan alınarak soğuması sağlanır. Soğutma işlemi malzemenin istenen hâle gelmesini sağlayan son aşamadır. Soğuma aşamasında su, yağ veya hava kullanılabilir. Genellikle daha kısa sürdüğü için, soğutma için su tercih edilmektedir. Su ile soğutma yapılırken alaşım oranları, şekli ve kalınlığı gibi sebeplerden dolayı malzemede çatlama ve çarpılma gibi riskler içerir. Soğutma hızını düşürerek risklerden kaçınılabilir ancak; böyle bir durumda istenen özellikteki malzeme elde edilemeyebilir. Soğutma aşaması, malzemenin en fazla zararı görebileceği aşamadır. Bu nedenle titizlikle yürütülmelidir.