Tufal, çelik malzeme yüzeyinde proses esnasında gerçekleşen oksitlenme sonucu oluşan katı bir tabakadır. Tufalin oluşumunun iki farklı kinetik mekanizması vardır. Bunlar, kütle aktarımı ve katı-hal difüzyonudur. Tufalleşme, yüksek sıcaklıkta ve tav fırınında yakma için kullanılan yakıt ile havanın birebir temasından dolayı kütük yüzeyinde meydana gelmektedir. Tav fırınında oluşan tufal tabakasının haddeleme öncesinde çelikten tamamen uzaklaştırılması gerekmektedir. Aksi halde yüzeye yapışarak kalan tufal üretilen mamulde yüzey kusurlarının oluşmasına sebep olmaktadır. Tavlama sırasında çelik yüzeyinde oluşan tufalin fiziksel ve kimyasal özelliği de çelikten tamamen uzaklaştırılmasında önemli rol oynamaktadır. Demir elementinin yüksek sıcaklıkta ve normal atmosfer koşullarında oksitlenmesi ile yüzeyinde wüstit (FeO), manyetit (Fe3O4) ve hematit (Fe2O3) bileşikleri oluşur. %0,49’un üzerinde karbon miktarına sahip çeliklerde oluşan tufal miktarı daha fazladır. Metal/oksit arayüzeyinde çeliğe nüfuz eden oksijenin reaksiyonu ile oluşan SiO2 tanecikleri, fayalit (Fe2SiO4) fazının oluşumuna yol açmakta ve bu durumda tufalleşme hızını arttırmaktadır. Silisyumun oluşturduğu bu ara faz, tufalin çeliğe yapışmasına sebep olur. Bu çalışmada 55Cr3 kalitede yay çeliği lama profili şeklinde üretimi gerçekleştirilmiş ve karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu lama profiller otomotiv endüstrisinde doğrudan makas imalatında kullanıldığı için malzemede görsel olarak yüzey kusurlarının olmaması gerekmektedir. Ayrıca çelik yüzeyinde yapışkan tufal oluştuğunda, makasların boyanması sonrasında tufal olan bölgelerde boya kabarmaları meydana gelmektedir. Üretimde tavlama ve haddeleme proseslerinde oluşan yapışkan tufal tabakası makasların kullanım ömürlerini düşürmektedir. Çelik yüzeyindeki tufal tabakasının bileşimi ve kalınlığı ile ilgili SEM-EDS incelemeleri yapılmıştır. İncelemeler ve araştırmalar neticesinde üretim sırasında çelik yüzeyinde yapışkan tufalin oluşumunu engellemek için uygun tavlama sıcaklığı, tavlama süresi, haddeleme sıcaklığı ve haddeleme hızı belirlenmiştir. Belirlenen parametreler ile deneme üretimleri ve gerekli test ve incelemeler yapılmıştır. 55Cr3 kalite çeliğin üretim sonrası yüzeyindeki yapışkan tufal oluşumu sorunu tamamen giderilmiştir. ORCID NO: 0000-0002-9961-8374
Anahtar Kelimeler: Yapışkan tufal, tavlama, yay çeliği
|
