Sıvı Nitrasyon

SIVI NİTRASYON (TUZ BANYOLARINDA

NİTRASYON)

GİRİŞ

Isıl işlem: Demir veya demir dışı malzemelerin mekanik özelliklerini geliştirme ve değiştirme gayesiyle söz konusu malzemeye uygulanabilecek ısıtma ve soğutma işlemlerinin tümü olarak açıklanabilir.

ISIL İŞLEME DAİR FIRIN ÖRNEĞİ

LABORATUVAR ORTAMINDA ISIL İŞLEM FIRINI

GİRİŞ

Isıl İşlem Çeşitleri Normalizasyon Sertleştirme Menevişleme Islah etme Gerilim giderme

Yüzey sertleştirme yöntemleri

Sementasyon Nitrürleme Endüksiyonla

yüzey sertleştirme Alevle yüzey

sertleştirme

GİRİŞ

Tuz banyolarında ısıl işlem, yıllardan beri uygulanan Dünya'da ve ülkemizde sıklıkla tercih edilen kaliteli sonuçlar veren hızlı bir prosestir. Tuz banyosu nitrasyonu için normal çalışma sıcaklıkları 550 – 570 OC’dir ve tutma süresi nadiren 2 saati aşar. Tuz banyosu belirli eşitliklere göre karbon ve azot verir.

SIVI NİTRASYON

Tuz banyolarında nitrasyon belirli prosesler dahilinde yapılır. Bu prosesler;

- Tufftride- QPQ- Sulfinuz

SIVI NİTRASYON

Tufftride tuz banyo nitrasyonu çelik, dökme demir ve sinterlenmiş demir malzemeden yapılmış parçaların yorulma mukavemeti, aşınma ve korozyon direncini artırmak için bir çok endüstri dalında kullanılmaktadır.

Tufftride işlemi gören alaşımsız ve düşük alaşımlı çelik parçalar bu operasyondan sonra korozyona dayanıklı hale gelmesi için QPQ prosesine tabii tutulur.

TUFFTRİDE FIRINLARI

TUFFTRİDE FIRINLARINDAN ELDE EDİLEN PARÇA ÖRNEKLERİ

SIVI NİTRASYON

QPQ’nun anlamı soğutma – parlatma – soğutmadır.Tuz banyo nitrasyonunu takiben oksidatif soğutma, mekanik parlatma ve tekrar oksitleyici tuz eriyiğine daldırılmaktan ibarettir.

QPQ İŞLEMİNDEN ELDE EDİLEN

PARÇANIN SON HALİ

SIVI NİTRASYON

Tufftride tuz banyo operasyonu;

580 OC’de yapılır. Tuz eriyiği alkali siyanat (CNO) ve alkali karbonattan (CO3) ibarettir. İşlem havalandırma tertibatlı özel bir malzemeden yapılmış potada yürütülür.

Nitrasyonda, demirli parçaların yüzeyi ile tuz eriğinin arasında oluşan reaksiyon sonucunda alkali karbonat oluşur. Banyonun yenilenmesi sırasında bu karbonat azalır, aktif siyanat artar.

SIVI NİTRASYON

Bu olayın gerçekleşmesi için ; karbon, azot ve hidrojenin organik bir bileşiğinden imal edilmiş olan plastik tip rejeneratif ısı değiştiriciler kullanılır. Bu ısı değiştiricilerine “Rejeneratörler” de denilmektedir. Rejeneratörlerde, ısı önce sıcak akışkan tarafından bir ortamda depo edilir, daha sonra soğuk akışkana verilir. Isı geçişi dolaylıdır.

SIVI NİTRASYON

Banyo sıcaklığı ve reaksiyon süreleri ile bağıntılı olarak CN ve CNO miktarlarında değişimler gözlenir.

SIVI NİTRASYON

Tufftride QPQ prosesi basit bir operasyondur. Parçalar havada 350OC’de bir ön ısıtmaya tabi tutulur. Daha sonra TFI banyosunda parçalar genellikle 580OC’de 30-120 dk tutulur. 330- 400OC’deki ABI banyosunda soğutma işlemi yapılır. Bu banyoda parçalar banyo sıcaklığına ulaşıncaya kadar bekletilirler. Bu işlem de genellikle 10-15 dk alır. En son yıkama ve temizleme kademesi yer alır.

QPQ (SOĞUTMA İŞLEMİ)

QPQ(SOĞUTMA) İŞLEMİNDEN ELDE EDİLEN PARÇA ÖRNEĞİ

SIVI NİTRASYON

Nitrasyondan sonra parçaların yüzeyi çok pürüzlü ise mekanik metotlarla yüzey düzgünlüğü kazandırılabilir. Bu işlem nitrasyon ve oksitleyici soğutma banyolarıyla malzemeye kazandırılmış olan korozyon direncini azaltır. Bu yüzden oksitleme işlemi böyle malzemelerde, mekanik metotlar uygulandıktan sonra ABI banyosunda tekrardan yapılır.

SIVI NİTRASYON

Nitrasyon tabakasının kalınlığı : Tufftride işlemi sırasında oluşan nitrasyon

tabakası beyaz ve difüzyon tabakalarından ibarettir.

Beyaz Tabaka : En dışta bulunan beyaz tabakanın kompozisyonu, yapısı ve özellikleri kullanılan malzeme ile hemen hemen etkilenmemektedir. Kompozisyonundan dolayı bu tabaka metalik özellik göstermez. Özellikle aşınma ve korozyon direnci yüksektir.

SIVI NİTRASYON Beyaz tabakayı; demir, karbon, azot ve az

miktarda oksijenin bir bileşiği meydana getirir.

Nitrürlenmiş parçalarda incelemeler esnasında dağlanmış yüzeyde en üstte beyaz tabaka açıkça görülür ve hemen onun altında difüzyon tabakası yer alır.

SIVI NİTRASYON

Beyaz tabakanın kalınlığını sadece işlem

şartları değil, malzemenin karbon ve alaşım içeriğide etkiler. Çeliklerde karbon ve alaşım elementi miktarının artmasıyla tabaka kalınlığı azalmaktadır.

Difüzyon Tabaka : Difüzyon tabakasının derinliği ve sertliği malzeme ile büyük oranda ilgilidir. İncelemelere göre difüzyon tabakası ile çekirdek yapısı arasında fark yoktur.

SIVI NİTRASYON

Değişik malzemelerde difüzyon tabakası farklılaşmaktadır. Örneğin; eğer soğutma yavaş yapılırsa veya temperleme yapılırsa azotun bir kısmı alaşımlandırılmamış çeliklerde difüzyon tabakasının dışında demir nitrid iğneleri şeklinde çökelebilir. Toplam nitrasyon derinliği iğne derinliğinin yaklaşık iki katı kadardır. Alaşımlı malzemelerde difüzyon tabaka yapısı çekirdek yapısından kolaylıkla ayırt edilebilir.

SIVI NİTRASYON

Tuz banyosunda nitrasyonun diğer bir çeşidi “SULFİNUZ” işlemidir. Bu işlemde banyodaki tuz eriyiğinde alkali siyanat (CNO) ve alkali karbonattan (CO3) başka aktif olarak sodyum sülfür (Na2S) mevcuttur. Alışılagelmiş tuz banyosu nitrasyonu sırasında, azot ve karbon çeliğin yüzeyi tarafından absorblanır.

SIVI NİTRASYON

Sulfinuz işlemi sürecinde ise kükürdün mevcudiyeti, nitürlenmiş tabakanın mükemmel olan sürtünmeye karşı özelliklerini daha da geliştirir. Tufftride ve Sulfinuz işlemi sonrası en iyi yüzey çelik parçaların ılık suda soğutulması halinde elde edilir.

Teşekkürler