--- title: "Çeliğin Austemperleme ve Martemperleme İşlemleri" description: "Çeliğin austempering işlemiyle bainite ve martempering işlemiyle temperlenmiş martensite nasıl oluşturduğunu öğrenin." canonical: https://steelequivalents.com/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri language: tr robots: index, follow og_type: article type: wiki-article language_alternates: en: https://steelequivalents.com/wiki/heat-treatment/austempering-and-martempering-of-steel.md cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/tepelné-zpracování/bainitické-a-martenzitické-kalení-oceli.md de: https://steelequivalents.com/de/wiki/wärmebehandlung/austempern-und-martempern-von-stahl.md es: https://steelequivalents.com/es/wiki/tratamiento-térmico/austemplado-y-martemplado-del-acero.md fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/traitement-thermique/austrempe-et-martrempe-de-l-acier.md hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/hőkezelés/az-acél-ausztemperálása-és-martemperálása.md it: https://steelequivalents.com/it/wiki/trattamento-termico/austempering-e-martempering-dell-acciaio.md nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/warmtebehandeling/austemperen-en-martemperen-van-staal.md pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/obróbka-cieplna/hartowanie-bainityczne-i-martenzytyczne-stali.md pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/tratamento-térmico/austêmpera-e-martêmpera-do-aço.md ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/термическая-обработка/изотермическая-и-ступенчатая-закалка-стали.md tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri.md zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/热处理/钢的等温淬火和马氏体分级淬火.md ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/熱処理/鋼のオーステンパ処理とマルテンパ処理.md ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/المعالجة-الحرارية/المعالجة-الأوستيمبرية-والمارتيمبرية-للفولاذ.md ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/열처리/강의-오스템퍼링-및-마템퍼링.md pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/tratamento-térmico/austêmpera-e-martêmpera-do-aço.md hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/ऊष्मा-उपचार/इस्पात-का-ऑस्टेम्परिंग-और-मार्टेम्परिंग.md content_hash: sha256:c667b895dbc5e2fbc80fb7ace7de880d2d9293bd2e7562c7868852ec037ca695 generated: 2026-09-26 --- > **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page, > served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML. > Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri > Canonical URL: https://steelequivalents.com/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri > Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi > Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything > below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. Compare it to detect a real > content change; `generated` moves on every render and is not a change signal. ![Çeliğin Austemperleme ve Martemperleme İşlemleri](/images/uploads/66b8632f-3433-4248-8748-0ff670a4ac71/wiki-hero-a-side-by-side-editorial-comparison-of-austempering-and-martempering-of-steel-sh-1920x823.jpg) Isıl işlem # Çeliğin Austemperleme ve Martemperleme İşlemleri Çeliğin austempering işlemiyle bainite ve martempering işlemiyle temperlenmiş martensite nasıl oluşturduğunu öğrenin. ![Çelik sektörü muhabiri Anders Bergström’ün portresi](/images/uploads/a7d8e5bc-7cdf-409b-913b-211e63e8c441/anders-bergstr-m-1920x1920.jpg) **[Anders Bergström](/tr/haberler/yazar/anders-bergstrom "Anders Bergström")** Isıl işlem 60+ dk okuma Güncellendi 14 Ağu 2026 Kanıta dayalı incelendi Bu sayfadaBu sayfada - [Austemperleme ve Martemperleme: Ayrı Tutulması Gereken Terminoloji](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#austemperleme-ve-martemperleme-ayrı-tutulması-gereken-terminoloji "Austemperleme ve Martemperleme: Ayrı Tutulması Gereken Terminoloji") - [Metalurjik Başlangıç Noktası: Östenit, TTT Diyagramları ve Ms](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#metalurjik-başlangıç-noktası-östenit-ttt-diyagramları-ve-ms "Metalurjik Başlangıç Noktası: Östenit, TTT Diyagramları ve Ms") - [Austemperlemenin İşleyişi: Su Verme, Bekletme ve Beynitik Dönüşüm](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#austemperlemenin-i-şleyişi-su-verme-bekletme-ve-beynitik-dönüşüm "Austemperlemenin İşleyişi: Su Verme, Bekletme ve Beynitik Dönüşüm") - [Martemperlemenin İşleyişi: Ms’nin Üzerinde Eşitleme, Ardından Martensit](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#martemperlemenin-i-şleyişi-ms-nin-üzerinde-eşitleme-ardından-martensit "Martemperlemenin İşleyişi: Ms’nin Üzerinde Eşitleme, Ardından Martensit") - [Mikroyapılar ve Özellikler: Beynit ile Temperlenmiş Martenzitin Karşılaştırılması](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#mikroyapılar-ve-özellikler-beynit-ile-temperlenmiş-martenzitin-karşılaştırılması "Mikroyapılar ve Özellikler: Beynit ile Temperlenmiş Martenzitin Karşılaştırılması") - [Distorsiyon, Çatlama ve Artık Gerilme Kontrolü](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#distorsiyon-çatlama-ve-artık-gerilme-kontrolü "Distorsiyon, Çatlama ve Artık Gerilme Kontrolü") - [Banyolar, Isı Transferi ve Proses Kontrolü](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#banyolar-isı-transferi-ve-proses-kontrolü "Banyolar, Isı Transferi ve Proses Kontrolü") - [Modifiye Martemperleme ve Austemperleme ile Sınırı](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#modifiye-martemperleme-ve-austemperleme-ile-sınırı "Modifiye Martemperleme ve Austemperleme ile Sınırı") - [Çelik Kaliteleri, Sertleşebilirlik ve Kesit Boyutu](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#çelik-kaliteleri-sertleşebilirlik-ve-kesit-boyutu "Çelik Kaliteleri, Sertleşebilirlik ve Kesit Boyutu") - [Spesifikasyon Çerçevesi: AMS-H-6875C ve Proses Dokümantasyonu](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#spesifikasyon-çerçevesi-ams-h-6875c-ve-proses-dokümantasyonu "Spesifikasyon Çerçevesi: AMS-H-6875C ve Proses Dokümantasyonu") - [Bir Çevrimin Tasarlanması: Dönüşüm Verilerinden Üretim Parametrelerine](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#bir-çevrimin-tasarlanması-dönüşüm-verilerinden-üretim-parametrelerine "Bir Çevrimin Tasarlanması: Dönüşüm Verilerinden Üretim Parametrelerine") - [Hata Türleri ve Tanısal Metalografi](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#hata-türleri-ve-tanısal-metalografi "Hata Türleri ve Tanısal Metalografi") - [Austempering, Martempering ve Geleneksel Su Verme ve Menevişleme İşlemlerinin Karşılaştırılması](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#austempering-martempering-ve-geleneksel-su-verme-ve-menevişleme-i-şlemlerinin-karşılaştırılması "Austempering, Martempering ve Geleneksel Su Verme ve Menevişleme İşlemlerinin Karşılaştırılması") - [Pratik Referans Kontrol Listesi ve Terminoloji Sözlüğü](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#pratik-referans-kontrol-listesi-ve-terminoloji-sözlüğü "Pratik Referans Kontrol Listesi ve Terminoloji Sözlüğü") ## Austemperleme ve Martemperleme: Ayrı Tutulması Gereken Terminoloji Her iki işlem de doğrudan su vermeyi kesintiye uğratır; ancak aynı mikroyapıyı oluşturmaz. **Austemperleme, bainitik dönüşüm işlemidir**: östenitlenmiş çelik, bainitin oluşabileceği bir sıcaklığa hızla soğutulur ve gerekli östenit fraksiyonu dönüşene kadar bu sıcaklıkta tutulur. **Martemperleme ise martenzit oluşumundan önce gerçekleştirilen bir sıcaklık eşitleme adımıdır**: çelik, martenzit başlangıç sıcaklığının hemen üzerindeki bir sıcaklığa kadar soğutulur, kesitin sıcaklığının yeterince homojen hâle gelmesine yetecek kadar tutulur ve ardından martenzitik aralık boyunca soğutulur. Martemperlenmiş çelik, genellikle hizmete alınmadan önce menevişleme gerektirir. Bu ayrım, su verme banyosunun adından daha önemlidir. Bir tuz banyosu, yağ banyosu veya başka bir kontrollü ortam, tek başına işlemi tanımlamaz. Alaşım bileşimi, dönüşüm eğrilerinin konumlarını ve şekillerini belirler; martenzit başlangıç sıcaklığı, kesit boyutu, sertleşebilirlik, banyo sıcaklığı, bekletme süresi, karıştırma ve soğuma hızı gerçek yolu belirler. Bainit bekletme sırasında oluşuyorsa 300 °C’lik bir banyo bir çelikte austemperlemeyi destekleyebilir; ancak iş parçası bainitik dönüşüm başlamadan önce banyodan çıkarılıyor ve ardından martenzit oluşturmak üzere soğutuluyorsa, başka bir çelikte martemperleme istasyonu olarak işlev görebilir. ### İsimler neden sıklıkla karıştırılır? Karışıklık, ekipman ve uygulama biçimindeki gerçek bir benzerlikten kaynaklanır. Her iki işlemde de iş parçası östenitlenir, hızla kontrollü sıcaklıktaki bir ortama aktarılır ve östenitleme sıcaklığından oda sıcaklığına kontrolsüz doğrudan su verme gerçekleştirmesi önlenir. Her iki çevrim de sıradan su vermeye kıyasla ısıl gradyanları azaltabilir ve her ikisi de gayriresmî olarak “kesintili su verme” şeklinde tanımlanabilir. Ancak bu ortak özellikler, ortak bir dönüşüm ürününün bulunduğunu göstermez. #### Son fazı tanımlamayan terimler Tuz banyosunda su verme Dönüşüm ürününü değil, ısı transfer ortamını tanımlar. Sıcak su verme Kontrollü sıcaklıkta bir su verme işlemini tanımlar, ancak özgül bir çevrimi tanımlamaz. İzotermal su verme Ortaya çıkan fazın bekletmeye bağlı olduğu bir sıcaklık-zaman yolunu tanımlar. Ausbay su verme Belirtilen prosedüre bağlanması gereken kesintili bir su verme güzergâhını tanımlar. Banyo adları da sorunu artırır. Tuz banyosunda su verme, sıcak su verme, izotermal su verme, ausbay su vermesi ve kesintili su verme gibi terimler, ekipmanı, sıcaklık kontrolünü veya bir çevrimi tanımlamalarına rağmen çoğu zaman birbirinin yerine ve örtüşen anlamlarda kullanılır; bunlar tek bir nihai fazı tanımlamaz. SAE AMS-H-6875C: *Çelik Ham Maddelerin Isıl İşlemi*, dört çelik sınıfını kapsar ve belirtildiğinde austemperleme, ausbay su vermesi ve martemperlemeye izin verir. Şartname dili bu nedenle temel bir noktayı güçlendirir: işlem tanımı, yalnızca tuz kullanılmış olmasından hareketle çıkarılmamalı; gerekli prosedür ve sonuçla ilişkilendirilmelidir. Geometri de yorumu değiştirir. İnce bir parça, martenzit başlangıcının üzerindeki kısa bir bekletme sırasında kalınlığı boyunca sıcaklığını eşitleyebilir. Kalın bir parça daha uzun bir bekletme gerektirebilir ve sıcaklık bainitik dönüşüm aralığındaysa bu ek süre bainitin başlamasına veya ilerlemesine olanak sağlayabilir. Buna karşılık, bainit oluşumu gecikmiş bir çelik, başka bir kaliteyi dönüştürecek bir bekletme sırasında büyük ölçüde östenitik kalabilir. Bu nedenle aynı nominal banyo sıcaklığı AISI 52100, AISI 8620 ve yüksek sertleşebilirliğe sahip bir alaşımda farklı yapılar oluşturabilir. #### Proses sınırı Çelik kalitesi, transfer süresi, eşitleme veya dönüşüm kriteri, bekletme sınırı, soğutma yöntemi ve menevişleme gerekliliği belirtilmeden banyo sıcaklığı tanımlamayın. \[1\] \[1\] [**ASM Handbook Volume 4A: Martempering of Steels**](https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/18/chapter-abstract/278992/Martempering-of-Steels-1). ASM International. ASM Handbook, 2013. ASM International’ın 2013 tarihli *ASM Handbook Volume 4A* yayını, martemperleme için östenitleme sıcaklığını, banyo sıcaklığını, bekletme süresini, karıştırmayı ve soğuma hızını kontrol değişkenleri olarak tanımlar. Bu değişkenler tesadüfi ayrıntılar değil, proses verileridir. Yalnızca “300 °C’de tuz banyosunda su verilecektir” diyen bir teknik resim veya prosedür, çeliği, aktarım süresini, eşitleme ölçütünü, bekletme sınırını ve sonraki soğutma ile menevişleme işlemlerini de tanımlamadıkça eksiktir. ![Çeliğin Austemperleme ve Martemperleme İşlemleri](/images/uploads/097ae2f8-e4fa-4da5-bd28-15b4e9bd189a/wiki-inline-a-temperature-time-process-schematic-contrasting-austempering-and-martempering-p-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/097ae2f8-e4fa-4da5-bd28-15b4e9bd189a/wiki-inline-a-temperature-time-process-schematic-contrasting-austempering-and-martempering-p-1920x1094.avif "Görseli büyüt — Çeliğin Austemperleme ve Martemperleme İşlemleri")The process designation follows the transformation that occurs during and after the interrupted quench. ### İşlemi dönüşüm ürünü tanımlar Östemperleme ve martemperleme, banyo adından değil, dönüşüm amacından dolayı birbirinden farklıdır. | Özellik | Östemperleme | Martemperleme | |---|---|---| | Birincil amaç | İzotermal bekletme sırasında beynit oluşturmak | Martenzit oluşmadan önce sıcaklığı eşitlemek | | Bekletme konumu | Beynitik dönüşüm aralığı | Ms’nin hemen üzeri | | Bekletme sırasındaki dönüşüm | Östenit beynite dönüşür | Difüzyonlu dönüşümden kaçınılır | | Son yapı | Muhtemelen martenzit veya kalıntı östenit içeren beynit | Muhtemelen kalıntı östenit içeren martenzit | | Menevişleme | Tanımlayıcı aşama olarak otomatik biçimde gerekli değildir | Kullanımdan önce gereklidir | Östemperleme, izotermal bekletme sırasında bilinçli olarak beynitik dönüşüm gerçekleştirilmesiyle tanımlanır. Strong evidence Austemperleme, bainitin kasıtlı olarak oluşturulmasıyla tanımlanır. Östenitlemenin ardından çelik, östenitin izotermal olarak bainite dönüşebileceği bir sıcaklık aralığında tutulan bir ortama daldırılır. AISI 52100 üzerine 2013 yılında gerçekleştirilen bir çalışma, austemperlemeyi, yaklaşık 200–400 °C’de tutulan bir ortama su verme ve bainit oluşana kadar bekletme işlemi olarak tanımlar. Uygun kesin aralık kaliteye bağlıdır; alaşım elementleri dönüşüm kinetiğini değiştirir ve üst bainit ile alt bainit ürünlerinin özellikleri aynı olmak zorunda değildir. Bu nedenle bekletme süresi yalnızca sıcaklık farklarını azaltmaya yarayan bir yöntem değil, metalurjik bir gerekliliktir. İş parçası, amaçlanan bainitik reaksiyon gerçekleşmeden önce çıkarılırsa işlem tam olarak austemperlenmiş bir yapı oluşturmamıştır. Çevrime bağlı olarak nihai malzeme; martenzit, kalıntı östenit veya dönüşmemiş bölgelerle birlikte bainit içerebilir. Orta karbonlu, düşük alaşımlı bir çelikte kısa süreli, düşük sıcaklıklı austemperleme üzerine 2020 yılında gerçekleştirilen bir çalışma; nano-bainit, martenzit ve kalıntı östenit bildirmiş, aşınma katsayılarının su verilmiş martenzitik çeliğe kıyasla %50’ye kadar daha düşük olduğunu ortaya koymuştur. Bu sonuç, incelenen çeliğe ve çevrime aittir; her austemperlenmiş kalite için genellenemez. Martenzit başlangıç sıcaklığı (Ms) **Martenzit başlangıç sıcaklığı (Ms)** Belirli bir bileşim ve ısıl geçmiş altında soğutma sırasında martenzitik dönüşümün başladığı sıcaklık. Martemperlemenin amacı farklıdır. Banyo, çeliğin genellikle Ms ile gösterilen martenzit başlangıç sıcaklığının hemen üzerinde seçilir. İş parçası, yüzey ve çekirdek sıcaklıkları yeterince birbirine yaklaşana kadar bu sıcaklıkta tutulur. Daha sonra genellikle havada veya başka bir kontrollü soğuma koşulunda martenzit oluşum aralığı boyunca soğutulur. Martenzit, banyo bekletmesi sırasında değil, sonraki soğutma aşamasında oluşur. ASM’nin 2020 tarihli *Heat Treating Subject Guide* yayını bu çevrimi açıklar ve çeliğin daha sonra hizmete alınmadan önce menevişlenmesi gerektiğini belirtir. Amaç, martenzitin dönüşüm gerinimi oluşmadan önce yüzey ile iç kısım arasındaki sıcaklık farkını azaltmaktır. Böylece ısıl büzülme ve dönüşüm genleşmesi daha az şiddetli bir zamanlama uyumsuzluğuyla gelişir; bu da doğrudan su vermeye kıyasla deformasyonu ve çatlamayı azaltabilir. Martemperleme, su verme gerilmelerini ortadan kaldırmaz ve menevişlemenin yerini tutmaz. Menevişlenmemiş martenzit yüksek sertliğe, ancak düşük tokluğa ve aşırı artık gerilmeye sahip olabilir. Ayrım tahmin edilmek yerine doğrulanabilir. Metalografik inceleme bainiti, martenziti ve kalıntı östeniti belirleyebilir; sertlik testi, boyutsal inceleme ve gerektiğinde kalıntı östenit ölçümü ise belirtilen sonuca ulaşılıp ulaşılmadığını değerlendirebilir. Isıl çevrim, kaliteye ait sürekli soğuma ve izotermal dönüşüm verileriyle karşılaştırılmalıdır. Yalnızca banyo sıcaklığı yeterli kanıt değildir. ### İşlem amacının kısa karşılaştırması Austemperleme, östenitin bainite dönüşmesi için çeliğin bainitik dönüşüm sıcaklığında yeterince uzun süre tutulmasını gerektirir. İşlemi tanımlayan olay izotermal bekletme sırasında gerçekleşir. Elde edilen yapı, kaliteye ve geometriye bağlı olarak sertlik, tokluk, yorulma davranışı ve boyutsal kararlılık arasında yararlı bir denge sağlayabilir. 2013 yılında yayımlanan SAE araştırmasında sementasyon uygulanmış AISI 8620, AISI 8822 ve AISI 4320 çelikleri için 260, 288 ve 304 °C austemperleme sıcaklıkları kullanılmış ve sementasyon uygulanmış, su verilmiş ve menevişlenmiş numunelere kıyasla belirgin ölçüde daha az deformasyon bildirilmiştir. Bu bulgu, test edilen koşullar için işlem seçimini destekler; işlemlerin evrensel bir sıralaması değildir. Daha yavaş soğutmadan önce çeliğin martenzitik aralığın hemen üzerinde eşitlenmesi, çok az sertlik kaybıyla çatlamayı azaltabilir. Strong evidence Martemperleme, sıcaklığın eşitlenmesi için çeliğin Ms’nin üzerinde yeterince uzun süre tutulmasını ve ardından soğuma sırasında kontrollü martenzitik dönüşüme izin verilmesini kapsar. İşlemi tanımlayan olay, martenzit oluşumundan önce sıcaklığın eşitlenmesi ve bunu menevişlemenin izlemesidir. Martenzit oluşum sıcaklık aralığı üzerine 1946 yılında gerçekleştirilen çalışma bu temeli doğrudan açıklamıştır: martenzit oluşum aralığının hemen üzerindeki bir sıcaklığa su vermek ve ardından daha yavaş soğutmak, sertlikte çok az kayıpla çatlamayı azaltabilir. Austemperleme şu soruyu sorar: “Bu çelik, mevcut zaman ve sıcaklık aralığında gerekli bainitik yapıya dönüşebilir mi?” Martemperleme ise şu soruyu sorar: “Bu kesit, martenzite dönüşmeden önce Ms’nin üzerinde sıcaklığını eşitleyebilir mi?” Çeliğin sertleşebilirliği, kesit boyutu, aktarım gecikmesi, banyo kontrolü ve bekletme süresi bu soruların yanıtını belirler. Her iki işlemi de “sıcak su verme” olarak adlandırmak, yanıtı belirsizleştirir ve yanlış şartnameye, yanlış mikroyapıya veya atlanmış bir menevişleme işlemine yol açabilir. ## Metalurjik Başlangıç Noktası: Östenit, TTT Diyagramları ve Ms Östemperleme ve martemperleme aynı metalurjik koşuldan, yani östenitten, başlar. Prosesler arasındaki ayrım daha sonra, östenitlenmiş çeliğin farklı bir sıcaklık–zaman yolu izlemesiyle ortaya çıkar. Östenit, yüzey merkezli kübik kristal yapıya sahiptir ve ferrite kıyasla önemli ölçüde daha fazla karbon çözebilir. Bu nedenle östenitik aralığa ısıtma, karbonun ve alaşım elementlerinin soğuma sırasında kontrollü bir dönüşüm için hazırlanmasını sağlar. Çelik tamamen veya uygun şekilde östenitlenmezse, hiçbir işlem amaçlanan dönüşüm programını izleyemez. ### Östenitleme ve önceki fazların çözünmesi Östenitleme, bir fırın ayar sıcaklığına ulaşmaktan ibaret değildir. İş parçası, ilgili kritik sıcaklığın yeterince üzerine ısıtılmalı, kesitin sıcaklığının eşitlenmesi için yeterince uzun süre bekletilmeli ve gerekli önceki fazları çözecek, ancak aşırı östenit tane büyümesine yol açmayacak bir sıcaklıkta işlem görmelidir. Uygun sıcaklık; bileşime, kesit boyutuna, başlangıç mikroyapısına ve gerekli nihai özelliklere bağlıdır. Hipoötektoid bir çelikte, üst kritik sıcaklığın üzerine ısıtma ferrit ve perlitin östenite dönüşmesini sağlar. Hiperotektoid bir çelikte ise işlem genellikle perlitin ve proötektoid sementitin uygun bir bölümünün çözündürülmesi için seçilir; bununla birlikte karbürlerin tamamen çözünmesi arzu edilmeyebilir. Alaşım karbürleri başka bir güçlük oluşturur. Krom, molibden, vanadyum ve diğer karbür oluşturan elementler, olağan östenitleme sıcaklıklarında yavaş çözünebilir veya kısmen çözünmeden kalabilir. Bunların çözünmesi, östenitin karbon ve alaşım içeriğini değiştirir; bu da sertleşebilirliği, dönüşüm kinetiğini ve martenzit başlangıç sıcaklığını değiştirir. AISI 52100, kaliteye özgü yorumlamanın neden önemli olduğunu gösterir. Krom bakımından zengin karbür popülasyonu ve yüksek karbon içeriği, östenitleme programını sade karbonlu bir çeliğinkinden farklı kılar. AISI 52100’de uygun östenit oluşturan bir işlem, AISI 8620 veya AISI 4320’ye otomatik olarak uygulanamaz. AISI 8620, 8822 veya 4320’nin sementasyonla zenginleştirilmiş yüzeyi de bir karbon gradyanına sahiptir; bu nedenle yüzey ve çekirdek aynı dönüşüm sıcaklıklarına veya aynı martenzitik fraksiyonlara sahip olmayabilir. Bekletme süresinin birbirine zıt iki etkisi vardır. Çok kısa süre, çözünmemiş perlit, ferrit veya karbür bırakabilir ve östenit bileşiminin homojen olmamasına yol açabilir. Aşırı uzun süre ise tane irileşmesini, oksidasyonu, dekarbürizasyonu ve daha büyük boyutsal değişimi teşvik eder. Önceki östenit tane boyutu, difüzyon kontrollü dönüşümler için mevcut çekirdeklenme bölgelerinin sayısını etkiler ve sertleşebilirliği değiştirebilir. İri taneli östenit, soğuma sırasında perlit veya bainit oluşumunu geciktirebilirken, ince taneli yapı çoğu zaman difüzyon yoluyla daha kolay dönüşür. Tane boyutu, Ms dâhil olmak üzere ölçülen dönüşüm sıcaklıklarını da kaydırabilir; ancak etkisi genellikle karbon içeriği ve alaşım kimyasının etkisinden daha küçüktür. Östenitleme, zaman-sıcaklık diyagramı için başlangıç koşulunu da belirler. Bir östenitleme sıcaklığı, bekletme süresi ve tane boyutundan sonra oluşturulan bir TTT eğrisi, başka bir programla östenitlenmiş çeliği zorunlu olarak tanımlamaz. Su verme başlamadan önceki termal geçmiş önem taşır. ### Perlit, bainit ve martenzit dönüşüm alanları Bir zaman-sıcaklık-dönüşüm diyagramı, östenitin seçilen bir sıcaklığa hızla getirilip orada bekletilmesiyle oluşan ürünleri gösterir. Diyagramdaki tanıdık “C” eğrileri, difüzyon kontrollü dönüşümlerin başlangıcını ve bitişini gösterir; ancak bu eğriler belirli bir çeliğe ve belirli bir östenitleme koşuluna aittir. Genel bir demir-karbon diyagramı kavramları açıklayabilir; fakat her mühendislik kalitesi için işlem programını belirleyemez. Daha yüksek dönüşüm sıcaklıklarında östenit perlit oluşturabilir. Karbon, görece uzun mesafeler boyunca difüze olarak dönüşümlü ferrit ve sementit tabakaları meydana getirir. Daha düşük sıcaklıklarda difüzyon daha yavaştır ve oluşan perlit daha incedir. Dönüşüm yine de zaman gerektirir. Soğuma perlit alanından çok yavaş geçerse, çelik bainitik veya martenzitik aralığa ulaşmadan önce östenitin bir bölümü ya da tamamı dönüşebilir. Bainit, perlit aralığının altında ve martenzitik dönüşümün başladığı sıcaklığın üzerinde oluşur; ancak kesin dönüşüm alanları alaşımlar arasında farklı şekilde örtüşebilir. Oluşumu, karbonun yeniden dağılımını ve yer değiştirmeli bir bileşeni içerir; bunun sonucunda, morfolojisi ve özellikleri sıcaklığa ve çeliğin kimyasına bağlı olan karbür çökelmesi veya tutulması düzenlerine sahip ferritik bainit meydana gelir. Üst bainit ve alt bainit birbirinin yerine kullanılabilecek yapılar değildir. Bekletme sıcaklığı, karbon aktivitesi, alaşımlama ve tamamlanma süresi bunların morfolojisini ve özelliklerini etkiler. Dönüşüm alanı, proses ürününü belirler. | Dönüşüm alanı | Tipik ürün | Tanımlayıcı işlem | |---|---|---| | Perlit aralığı | Perlit | Ferrit ve sementitin difüzyon yoluyla oluştuğu soğutma veya bekletme | | Beynitik aralık | Beynit | Gerekli östenit oranı dönüşünceye kadar izotermal bekletme | | Martenzitik aralık | Martenzit | Büyük ölçüde difüzyonsuz dönüşümle Ms’nin altına soğutma | Östemperleme, östenitlenmiş çeliği bilinçli olarak bainitik dönüşüm aralığına gönderir ve gerekli östenit fraksiyonu dönüşünceye kadar orada bekletir. AISI 52100 üzerine 2013 yılında yayımlanan bir çalışma, östemperlemeyi yaklaşık 200–400 °C’de tutulan bir ortama su verme ve bainit oluşuncaya kadar bekletme olarak tanımlamıştır. Bu aralık, bildirilen deneyin yararlı bir tanımıdır; tüm kaliteler için evrensel bir aralık değildir. 2024 yılında yayımlanan ACS Omega çalışması, proses ayrımını doğrudan ifade eder: Östemperlemede östenitlenmiş çelik bir bainitik dönüşüm sıcaklığında bekletilirken, martemperlemede çelik hava ile soğutulmadan önce Ms’nin hemen üzerindeki bir sıcaklıkta kısa süre bekletilir. Martenzit farklıdır. Östenit, büyük ölçüde difüzyonsuz bir kayma dönüşümüyle Ms’nin altına soğutulduğunda oluşur. Karbon, aşırı doymuş hacim merkezli tetragonal martenzit kafesinde hapsolur ve dönüşüm hızlı bir hacim değişimi meydana getirir. Soğuma martenzit oluşum aralığında sürdükçe martenzit miktarı artar; bu aralık genellikle martenzit bitiş sıcaklığı olan Mf kullanılarak tanımlanır. Mf oda sıcaklığının altında kalırsa veya alaşımlama dönüşüm aralığını düşürürse, östenitin bir bölümü dönüşmeden kalabilir. Bu nedenle soğuma eğrisi yalnızca banyo adlarıyla değil, dönüşüm kinetiğiyle karşılaştırılmalıdır. Sürekli soğuma dönüşüm diyagramı, gerçek bir soğuma hızının perlit ve bainit burunlarından kaçınıp kaçınmadığını gösterir. Bir TTT diyagramı izotermal davranışı gösterir ve bekletmeli işlemleri anlamak için yararlıdır; ancak büyük bir parçanın yağ, tuz, polimer veya hava içinden geçerken izlediği sıcaklık yolunu doğrudan yeniden oluşturmaz. Bir kesitin merkezi ve yüzeyi de farklı eğriler izleyebilir. Bu durumda sertlik ve faz dağılımı, nominal banyo sıcaklığının yanı sıra yerel soğuma hızlarına da bağlı olur. ### Martenzit başlangıç sıcaklığı ve dönüşüm aralığı Ms, tanımlanmış bir koşullar kümesi altında soğuma sırasında martenzitik dönüşümün başladığı sıcaklıktır. “Çelik” için evrensel bir sabit değildir. Karbon, östeniti kararlı hâle getirdiği için genellikle Ms’yi düşürür; mangan, nikel, krom ve molibden gibi alaşım elementleri de östenit kararlılığını değiştirebilir ve dönüşüm aralığını kaydırabilir. Karbon konsantrasyonu sementasyonla zenginleştirilmiş tabaka ile düşük karbonlu çekirdek arasında değişebilir; bu da iki bölgeye farklı Ms değerleri kazandırır. Önceki östenit tane boyutu, östenitleme sıcaklığı, çözünmüş karbürler, artık gerilmeler ve önceki ısıtma-soğutma geçmişi de ölçülen başlangıç ve bitiş sıcaklıklarını etkileyebilir. Tutulan östenit, segregasyon ve yerel kimyasal farklılıklar pratik ölçümleri daha da karmaşık hâle getirir. Dolayısıyla bir diyagramda gösterilen Ms, yalnızca kalite adına değil, belirli bir bileşime ve termal geçmişe bağlıdır. Martemperleme, bu sıcaklık bağımlılığını kontrollü bir biçimde kullanır. ASM Handbook Volume 4A (2013), martemperlemeyi yağ veya tuz kullanılarak gerçekleştirilen kesintili bir su verme işlemi olarak tanımlar ve östenitleme sıcaklığını, banyo sıcaklığını, bekletme süresini, karıştırmayı ve soğuma hızını kontrol değişkenleri olarak belirtir. Banyo, parçanın içinde sıcaklık eşitlenebilsin ve martenzit başlamadan önce iç sıcaklık farkları giderilebilsin diye Ms’nin hemen üzerinde seçilir. Daha sonra parça, genellikle havada, martenzitik aralık boyunca soğutulur ve kullanımdan önce temperlenmelidir. Kısa süreli eşitleme bekletmesinin amacı yüzey ile çekirdek arasındaki sıcaklık farkını azaltmaktır; bu, bainitik bir bekletme değildir. Östemperleme ise dönüşüm bakımından zıt bir amaç taşır. Östenitin bainite dönüşmesi için bainitik alanda yeterince uzun süre bekletilir; amaç yalnızca Ms’nin üzerinde sıcaklık eşitlemek değildir. 2020 yılında düşük sıcaklıkta östemperleme üzerine yayımlanan bir çalışma, nano-bainit, martenzit ve tutulan östenit bildirmiş; belirtilen deney koşullarında aşınma katsayılarının su verilmiş martenzitik çeliğe kıyasla %50’ye kadar daha düşük olduğunu göstermiştir. Bu sonuç her çeliğe, geometriye veya işlem programına atanamaz. Ancak gerçek kalite için dönüşüm alanının ve bekletme süresinin neden doğrulanması gerektiğini gösterir. SAE AMS-H-6875C (2020), dört çelik sınıfı için ısıl işlem gerekliliklerini kapsar ve belirtildiğinde östemperleme, ausbay su verme ve martemperlemeye izin verir. Böyle bir izin, prosesleri birbirinin yerine kullanılabilir hâle getirmez. Uygulanabilir spesifikasyon, kaliteye özgü diyagram, kesit boyutu ve ölçülmüş sıcaklık geçmişi; amaçlanan ürünün bainit, martemperleme sonrasında martenzit veya istenmeyen bir karışım olup olmadığını belirler. ## Austemperlemenin İşleyişi: Su Verme, Bekletme ve Beynitik Dönüşüm Austemperleme, östeniti beynite dönüştürmek üzere tasarlanmış izotermal bir ısıl işlem çevrimidir. Bu işlem, martemperlemenin başka bir adı değildir. Aradaki ayrım, bekletme sırasında gerçekleşen olaya bağlıdır: Austemperlemede çelik, planlanan beynitik dönüşümün gerçekleşmesi için yeterince uzun süre bekletilir; martemperlemede ise parça, sıcaklığın neredeyse homojen hâle gelmesi için yalnızca yeterli süre bekletilir ve ardından martensit oluşturmak üzere martensit başlangıç sıcaklığından veya Ms’den geçirilerek soğutulur. #### Östemperleme dizisi 1. **Östenitleme** Gerekli kısmının östenite dönüşmesi için iş parçasını ısıtın. 2. **Transfer** Önemli ölçüde perlit oluşmadan, kontrollü bir banyoya hızla aktarın. 3. **Beynitik bekletme** Gerekli östenit-beynit tepkimesi gerçekleşinceye kadar seçilen sıcaklığı koruyun. 4. **Son soğutma** Belirtilmiş olabilecek martenzit veya kalıntı östenitin kalmasına izin vererek ortam sıcaklığına soğutun. Çevrim, iş parçasının kritik dönüşüm aralığının üzerine ısıtılmasıyla başlar; böylece yapının gerekli bölümü östenite dönüşür. Östenitleme sıcaklığı ve süresi; çelik kalitesine, kesit boyutuna, başlangıç mikroyapısına ve gerekli karbon dağılımına bağlıdır. Aşırı ısıtma, östenit tane boyutunu artırabilir veya yapıda kalması amaçlanan karbürleri çözebilir; yetersiz ısıtma ise nihai dönüşüm davranışını değiştiren ferrit ya da çözünmemiş bileşenlerin kalmasına neden olabilir. ![Çeliğin Austemperleme ve Martemperleme İşlemleri](/images/uploads/6daadfb8-aba5-43ab-a051-e80de181fb04/wiki-inline-a-steel-gear-entering-a-controlled-molten-salt-bath-during-austempering-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/6daadfb8-aba5-43ab-a051-e80de181fb04/wiki-inline-a-steel-gear-entering-a-controlled-molten-salt-bath-during-austempering-2027x2560.avif "Görseli büyüt — Çeliğin Austemperleme ve Martemperleme İşlemleri")Rapid transfer helps the workpiece reach the selected bainitic range without unwanted pearlite formation. ### Beynitik aralığa su verme Östenitlemeden sonra çelik, beynitik dönüşüm aralığında tutulan bir banyoya hızla aktarılır. Birçok çelik için bu aralık yaklaşık 200 ile 400 °C arasındadır; ancak kullanılabilir sıcaklık aralığı sabit değildir ve çelik kalitesine özgüdür. AISI 52100 üzerine yapılan bir çalışma, austemperlemeyi şu şekilde tanımlar: Östenitleme sıcaklığından, yaklaşık 200 ile 400 °C arasında tutulan bir ortama su verme ve ardından beynit oluşuncaya kadar bekletme. Aktarım, soğuma sırasında önemli miktarda östenitin dönüşmesine izin vermeden perlit bölgesinden geçilecek kadar hızlı olmalıdır. Bu, zaman ve sıcaklıkla ilgili bir problemdir. Çelik, perlit için kuluçka süresine ulaşılmadan önce zaman-sıcaklık-dönüşüm diyagramındaki perlit “burun” bölgesini geçmelidir. Sertleşebilirlik, kesit kalınlığı, yükün yerleşimi, banyonun karıştırılması ve iş parçası ile banyo arasındaki sıcaklık farkı, bu koşulun sağlanıp sağlanamayacağını etkiler. Küçük bir pim beynitik aralığa hızla girebilir; ağır bir dişli dişi veya kalın bir levha ise düzensiz soğuyabilir ve yüzey amaçlanan çevrimi izlese bile iç kısımda perlit ya da ferrit oluşmasına izin verebilir. Banyo; belirtilen sıcaklığa uygun, erimiş tuz, yağ veya kontrollü ısı aktarımı sağlayan başka bir ortam içerebilir. Banyonun adı, prosesi tanımlamaz. Bir tuz banyosu, sıcaklığına ve bekletme süresine bağlı olarak austemperleme veya martemperleme çevrimi için kullanılabilir. 2024’te yayımlanan ACS Omega çalışması, Ca(NO₃)₂–KNO₃ erimiş tuz karışımları için bu ayrımı doğrudan ortaya koymaktadır: Austemperlemede östenitlenmiş çelik, östenit beynite dönüşünceye kadar beynitik dönüşüm sıcaklığında bekletilir; martemperlemede ise iş parçası hava ile soğutulmadan önce Ms’nin hemen üzerinde kısa süre bekletilir. Sıcaklık kontrolünde, dönüşüm sırasında açığa çıkan ve soğurulan ısının yanı sıra banyoya giren yük de dikkate alınmalıdır. Karıştırma, yerel ısıl gradyanları azaltır ve daha soğuk veya daha sıcak bir sınır tabakasının etkin çevrimi değiştirmesini önlemeye yardımcı olur. Çekirdek, yüzey ve yükün farklı konumlarının gerçekten amaçlanan yolu izlediğini belirlemek için çoğu zaman termokupllar, banyo kalibrasyonu ve temsili yük denemeleri gerekir. Proses, kesit boyutuna duyarlıdır; çünkü banyo, merkez aynı sıcaklığa ulaşmadan önce yüzey sıcaklığını dengeleyebilir. Austemperleme banyosu, amaçlanan ürün geleneksel beynit olduğunda genellikle çeliğin etkin Ms sıcaklığının üzerinde seçilir. Bu seviyede östenit, hemen martensit oluşturmadan, difüzyon destekli ve kayma ağırlıklı bir mekanizmayla dönüşebilir. Planlanan beynitik dönüşüm tamamlanmadan önce Ms’nin altına soğutulması sonucu değiştirir: Dönüşmemiş östenit daha sonra martensite dönüşerek karma bir yapı oluşturabilir. ### Gerekli östenit dönüşümü tamamlanıncaya kadar bekletme İş parçası banyo sıcaklığına ulaştığında izotermal olarak bekletilir. Bu aşamada beynit, östenit tane sınırlarında veya diğer uygun bölgelerde çekirdeklenir ve çevresindeki östenite doğru büyür. Karbon, beynitik ferritten geriye kalan östenite itilir; böylece her iki bölgenin kararlılığı ve bileşimi değişir. Dönüşüm hızı; sıcaklığa, alaşım kimyasına, önceki östenit tane boyutuna ve hâlihazırda oluşmuş beynit miktarına bağlıdır. Bekletme süresi, “inç başına bir saat” gibi evrensel bir kurala göre belirlenmez. Dönüşüm verilerine, doğrulanmış proses denemelerine veya uygun bir zaman-sıcaklık-dönüşüm diyagramına dayanmalıdır. Kısa bir bekletme, östenitin bir bölümünü kasıtlı olarak dönüşmemiş hâlde bırakabilir. Çelik daha sonra Ms’nin altına soğutulursa bu artık östenit martensit oluşturabilir. Daha uzun bir bekletme, dönüşebilir östenitin çoğunu veya neredeyse tamamını beynite dönüştürerek sonraki martensitik oranı azaltabilir. Her iki çevrim de doğru olabilir; ancak bunlar farklı sertlik, tokluk, boyutsal davranış ve tutulmuş östenit seviyeleri oluşturur. Eksik dönüşüm **Eksik dönüşüm** Beynitik tepkimenin, dönüşebilen östenitin tamamı dönüşmeden sona erdiği; bunun sonucunda kalıntı östenit veya daha sonra oluşan martenzit kalabileceği durum. Karbon zenginleşmesi kalan östeniti kararlı hâle getirdiği için, östenitin son kısmının tamamı beynite dönüşmeden önce dönüşüm durabilir. Bu durum çoğu zaman eksik dönüşüm veya eksik reaksiyon olarak adlandırılır. Bazı alaşımlı çeliklerde zenginleşmiş artık östenit, şekil değiştirmeyi karşılayabildiği ve tokluğu artırabildiği için istenir; diğer uygulamalarda ise aşırı miktarda tutulmuş östenit, kullanım sırasında veya sonraki soğuma esnasında boyutsal değişime neden olabilir. Bu nedenle şartname yalnızca banyo sıcaklığını değil, izin verilen faz bileşimini ve doğrulama yöntemini de tanımlamalıdır. Östemperleme sıcaklığı (°C) Söz konusu üç sementasyon uygulanmış düşük alaşımlı çelik için bildirilen östemperleme sıcaklıkları. Austemperleme, çeliğin doğrudan martensite su verilmesiyle ilişkili ani ve homojen olmayan hacim değişiminden kaçınması sayesinde çarpılmayı azaltabilir. Karbürlenmiş AISI 8620, AISI 8822 ve AISI 4320 üzerine 2013’te yapılan bir SAE çalışması, karbürlenmiş ve austemperlenmiş numunelerdeki çarpılmanın, karbürlenmiş, su verilmiş ve temperlenmiş numunelere göre önemli ölçüde daha az olduğunu bildirmiştir. Bildirilen austemperleme sıcaklıkları 260, 288 ve 304 °C’dir. Bu sonuçlar, incelenen kimyasal bileşimler, geometriler ve çevrim koşulları için geçerlidir; her karbürlenmiş bileşen için aynı oranda azalma olduğunu göstermez. Bekletmenin sonu; gerekli minimum beynit oranı, sertlik aralığı, boyutsal sınır veya metalografik gereklilik ile belirlenebilir. Austemperlenmiş beynitik çelik, otomatik olarak martensit için uygulananla aynı temperleme aşamasını gerektirmez. Buna karşılık martemperlenmiş çelik, martensit oluşturmak üzere Ms üzerinden soğutulur ve kullanım öncesinde temperlenmelidir. Austemperlenmiş bir parça için düşük sıcaklıkta gerilim giderme işlemi yine de şart koşulabilir; ancak bu, dönüşümü tanımlayan aşamadan ayrı bir gerekliliktir. ![Çeliğin Austemperleme ve Martemperleme İşlemleri](/images/uploads/4ebd67e1-7258-4046-8ce3-01cbf4ec6311/wiki-inline-a-steel-bar-during-martempering-showing-surface-and-core-temperature-equalizatio-1920x1434.jpg)[](/images/uploads/4ebd67e1-7258-4046-8ce3-01cbf4ec6311/wiki-inline-a-steel-bar-during-martempering-showing-surface-and-core-temperature-equalizatio-1920x1434.avif "Görseli büyüt — Çeliğin Austemperleme ve Martemperleme İşlemleri")Martempering reduces the surface-to-core temperature difference before martensitic transformation begins. ### Üst beynit, alt beynit ve karma ürünler Banyo sıcaklığı, beynitin biçimini güçlü biçimde etkiler. Üst beynit genellikle beynitik aralığın daha yüksek bölümünde oluşur. Karbon bakımından zengin bölgelerle ayrılmış beynitik ferrit demetlerinden veya lamellerinden oluşur; bu bölgelerde karbürler çökelebilir. Morfolojisi ve karbür dağılımı, daha düşük sıcaklıklarda oluşan alt beynitten farklıdır. Alt beynit, Ms’ye daha yakın sıcaklıklarda gelişir. Karbonun çevredeki östenite bölünmesi için daha az zamanı ve hareketliliği vardır; karbürler beynitik ferrit plakaları veya lamelleri içinde çökelebilir. Bu daha ince yapı, üst beynitten farklı bir sertlik, dayanım ve tokluk dengesi sağlayabilir. Alaşım elementleri dönüşüm aralıklarını kaydırdığı ve karbür çökelmesini değiştirdiği için üst beynit ile alt beynit arasındaki geçiş, tüm çelikler için geçerli tek bir sıcaklık değildir. Kısa süreli, düşük sıcaklıktaki östemperleme, bildirilen çalışmada su verilmiş martenzitik çeliğe göre %50’ye kadar daha düşük aşınma katsayıları oluşturdu. Limited evidence Çok düşük sıcaklıkta austemperleme, tek ve tamamen dönüşmüş bir beynitik ürün olarak yeterince açıklanamayan yapılar oluşturabilir. Orta karbonlu, düşük alaşımlı bir çelikte kısa süreli düşük sıcaklık austemperlemesini inceleyen 2020 tarihli bir çalışma, martensit ve tutulmuş östenit ile birlikte nano-beynit oluştuğunu bildirmiştir. Bildirilen aşınma katsayıları, çalışmanın test koşulları altında su verilmiş martensitik çeliğinkilere göre %50’ye kadar daha düşüktür. Bu değer, incelenen çelik ve aşınma yöntemi için bir kanıttır; genel bir performans garantisi değildir. Karma ürünler; bekletmenin beynitik reaksiyon tamamlanmadan kasıtlı olarak durdurulması, seçilen sıcaklığın alt dönüşüm sınırına yakın olması veya kesitin homojen biçimde soğuyamaması durumlarında ortaya çıkar. Sonraki soğuma sırasında dönüşmemiş östenit martensite dönüşebilir; karbon zenginleşmesi etkin Ms’yi düşürürse bir kısmı tutulmuş östenit olarak kalabilir. Bu nedenle nihai yapı; üst beynit, alt beynit, martensit, tutulmuş östenit ve aktarım çok yavaş gerçekleşmişse perlit içerebilir. Proses yeterliliğinin değerlendirilmesinde, uygun olduğu durumlarda sertlik, boyutsal değişim, metalografik faz oranları ve tutulmuş östenit incelenmelidir. X-ışını kırınımı, mikroskopi, dilatometri ve kesit alınmış yük incelemeleri, gerçek ürünün amaçlanan çevrimle uyumlu olup olmadığını doğrulayabilir. 2020’de yayımlanan SAE AMS-H-6875C, dört çelik sınıfı için ısıl işlem gerekliliklerini kapsar ve belirtildiği durumlarda austemperlemeye, ausbay su vermeye ve martemperlemeye izin verir. Bu izin, çelik kalitesine özgü çevrim geliştirme çalışmalarının yerini tutmaz. Çeliğin tanımı, sertleşebilirliği, kesit boyutu, banyo kapasitesi ve kabul kriterleri, seçilen austemperleme çevriminin metalurjik açıdan başarılı olup olmadığını hâlâ belirler. ## Martemperlemenin İşleyişi: Ms’nin Üzerinde Eşitleme, Ardından Martensit Martemperleme, martensitin ne zaman ve nerede oluşacağını kontrol etmek üzere tasarlanmış kesintili bir su verme işlemidir. Başka bir ad altında uygulanan austemperleme değildir. Austemperlemede, östenitin önemli veya amaçlanan bir bölümü beynite dönüşene kadar östenit, beynitik dönüşüm aralığında tutulur. Martemperlemede ise bekletme, martensit oluşum başlangıç sıcaklığının veya **Ms**’nin hemen üzerinde gerçekleştirilir ve istenmeyen difüzyonel dönüşümü önleyecek kadar kısa tutulur. Sıcaklık çelik boyunca eşitlendikten sonra iş parçası martensit aralığından geçirilerek soğutulur. Bu nedenle nihai yapı beynitik değil martensitiktir ve ayrı bir menevişleme işlemi uygulanana kadar menevişlenmemiş olarak kalır. ### Martensit başlangıcının üzerinde kesintili su verme ASM Handbook, Volume 4A, martemperlemeyi yağ veya tuz kullanılarak gerçekleştirilen kesintili bir su verme işlemi olarak tanımlar. Çelik önce, amaçlanan östenitik yapının ve karbon dağılımının oluşturulduğu, belirlenmiş östenitleme sıcaklığına kadar ısıtılır. Ardından hızla, Ms’nin hemen üzerinde tutulan bir banyoya aktarılır. Banyo, perlit veya diğer yüksek sıcaklık dönüşüm ürünlerinin oluşmasını önleyecek kadar hızlı ısı uzaklaştırmalıdır; ancak kesinti, martensit oluşumu başlamadan önce yüzeyin çekirdekten çok daha fazla soğumasını önler. Ms, tüm çelikler için evrensel bir sıcaklık değildir. Karbon içeriğine, alaşım elementlerine, östenit tane durumuna, önceki ısıl geçmişe ve bazı durumlarda soğutma sonrasında beklenen kalıntı östenit miktarına bağlıdır. Bu nedenle bir sade karbonlu çelik ile sementasyon uygulanmış düşük alaşımlı bir çelik farklı martemperleme banyosu sıcaklıkları gerektirebilir. Banyo, her kaliteye tek bir sabit sıcaklık uygulanarak değil, geçerli Ms’nin üzerinde yeterli bir güvenlik payı bırakılarak seçilir. Martemperleme kontrol değişkenleri ve başarısızlık riskleri. | Değişken | Standart martemperleme gerekliliği | Kontrol edilmediğinde risk | |---|---|---| | Banyo sıcaklığı | Ms’nin hemen üzeri | Erken martenzit veya beynit oluşumu | | Bekletme süresi | Yalnızca kesit sıcaklıkları düzgün dağılıma yaklaşıncaya kadar | İstenmeyen difüzyonlu dönüşüm | | Bekletme sonrası soğutma | Martenzit aralığı boyunca kontrollü soğutma | Aşırı ısıl gradyan veya eksik sertleşme | | Menevişleme | Kullanımdan önce ayrı işlem | Yüksek gerilme ve menevişlenmemiş gevrek martenzit | Bekletme süresi, işlemin belirleyici kesintisini oluşturur. Yüzey ile merkez arasındaki sıcaklık farkının azalmasına yetecek kadar uzun, ancak beynit, perlit veya başka bir difüzyonel ürünün oluşmasını önleyecek kadar kısa olmalıdır. Bu gereklilik, martemperlemeyi banyonun adından daha güvenilir biçimde austemperlemeden ayırır. Erimiş tuz banyosu her iki işlem için de kullanılabilir; hangi işlemin uygulandığını dönüşüm yolu ve bekletme programı belirler. ASM International’ın 2013 tarihli *ASM Handbook Volume 4A* yayını; östenitleme sıcaklığını, banyo sıcaklığını, bekletme süresini, karıştırmayı ve soğuma hızını kontrol değişkenleri olarak tanımlar. Bu değişkenler birbiriyle etkileşim içindedir. Aşırı karıştırma yüzeydeki ısı çekimini artırabilirken yetersiz karıştırma banyoda yerel sıcaklık farkları oluşturabilir. Nominal olarak Ms’nin üzerinde olan ancak yeterince kontrol edilmeyen bir banyo, büyük bir yük boyunca yine de düzensiz bir dönüşüm programına yol açabilir. #### Martemperleme uyarısı İş parçası eşitleme bekletmesi sırasında Ms’ye ulaşırsa, kesit eşitlenmeden önce martenzit oluşabilir. Bekletme çok uzun veya çok soğuk olursa bunun yerine beynit oluşabilir. Bekletme sırasında martensiti bastırmak için sıcaklık yeterince yüksek kalmalıdır. İş parçası banyoda Ms’ye ulaşırsa, kesit sıcaklığı eşitlenmeden önce martensit oluşmaya başlayabilir. Bekletme çok uzun sürerse veya sıcaklık çok düşük olursa beynit oluşabilir. Spesifikasyon martensit gerektiriyorsa bu, proses hatasıdır. ![Çeliğin Austemperleme ve Martemperleme İşlemleri](/images/uploads/ff02ac68-e924-4981-b958-2d45f2f45df9/wiki-inline-metallographic-style-close-up-comparison-of-upper-bainite-lower-bainite-martensi-1920x1920.jpg)[](/images/uploads/ff02ac68-e924-4981-b958-2d45f2f45df9/wiki-inline-metallographic-style-close-up-comparison-of-upper-bainite-lower-bainite-martensi-1920x1920.avif "Görseli büyüt — Çeliğin Austemperleme ve Martemperleme İşlemleri")Austempering and martempering are distinguished by the structures formed during their different temperature holds and cooling stages. ### Kesit boyunca sıcaklık eşitlenmesi Geleneksel su verme, dik bir ısıl gradyan oluşturur. Yüzey önce soğurken iç kısım daha sıcak kalır ve termal olarak genleşmeye devam eder. Yüzey Ms’nin altına geçtiğinde martensite dönüşmeye başlar ve östenit kristal yapısını değiştirirken genleşir. Çekirdek hâlâ östenitik olabilir ve farklı bir sıcaklıkta bulunabilir. Daha sonra çekirdek dönüştüğünde, genleşmesi daha önce dönüşmüş dış malzeme tarafından kısıtlanır. Bu karşıt şekil değiştirmeler iç gerilme, çarpılma ve bazen su verme çatlakları oluşturur. Martemperleme zamanlamayı değiştirir. Sıcak iş parçası banyoya daldırılır, ancak sıcaklık dış yüzeyden merkeze doğru daha homojen hâle gelene kadar Ms’nin üzerinde tutulur. Martensit oluşumu, yüzey ile çekirdek arasındaki sıcaklık farkının büyük olduğu sırada değil, sonraki bir soğutma adımı sırasında başlatılır. Dönüşüm anındaki sıcaklık gradyanının azaltılması, termal büzülme ile dönüşüm şekil değiştirmesi arasındaki uyumsuzluğu azaltır. Yarar, çarpılma ve çatlama riskinin azalmasıdır; bunların tamamen ortadan kalkması değildir. İnce bir levha, dişli dişi ve ağır bir mil aynı hızda eşitlenmez. Kesit kalınlığı, geometri, delikler, kesitteki keskin değişimler ve parçalar arasındaki temas, ısı akışını etkiler. Çeliğin sertleşebilirliği de önemlidir: ağırlıklı olarak martensitik bir yapı isteniyorsa merkez, perlit veya beynit oluşumunu önleyecek kadar hızlı biçimde dönüşüm aralığından soğumalıdır. Sertleşebilirliği yüksek bir kalite, eşitlenmeden sonra daha düşük bir soğuma hızına izin verebilirken sertleşebilirliği düşük bir kalite daha kısa bir kesinti ve daha hızlı bir soğuma gerektirebilir. Karbon ve alaşım içeriği de Ms’yi ve dönüşüm kinetiğini değiştirir. Bu nedenle banyo sıcaklığı ve bekletme süresi, genel bir tablodan kopyalanmak yerine çelik kalitesine, kesit boyutuna, yük düzenine ve ölçülmüş ısıl tepkiye göre belirlenmelidir. \[2\] \[2\] **The Temperature Range of Martensite Formation**. Study on martensite formation, 1946. Source details supplied in the article; no URL provided Martensit oluşumunun sıcaklık aralığı üzerine 1946 yılında yapılan çalışma, temel yaklaşımı martensit oluşum aralığının hemen üzerine kadar su vermek ve ardından daha yavaş soğutmak olarak açıklamıştır. Çelik istenmeyen difüzyonel dönüşümden uzak kaldığı sürece bu yöntem, sertlikte çok az kayıpla çatlamayı azaltabilir. “Daha yavaş” ifadesi keyfî biçimde yavaş anlamına gelmez; ısıl şoku azaltacak, ancak çeliğe uygun bir hızla dönüşüm aralığından geçmeye devam edecek kadar yavaş anlamına gelir. ### Hava soğutması ve zorunlu menevişleme adımı Eşitlenmeden sonra iş parçası yağdan veya tuzdan çıkarılır ve genellikle havada martensit aralığından geçirilerek soğutulur. ASM’nin 2020 tarihli *Heat Treating Subject Guide* yayını, bu diziyi çeliğin sıcaklığı eşitlenene kadar Ms’nin hemen üzerinde tutulması ve ardından martensit oluşturmak üzere havada soğutulması şeklinde tanımlar. Bu aşamada östenit, doğrudan su vermeyle ilişkili şiddetli yüzey-çekirdek sıcaklık farkı olmadan dönüşür. #### Kullanım gerekliliği Parça hava soğutma aşamasından çıktığında martemperleme tamamlanmış olmaz. Martenzit, kullanımdan önce belirtilen ayrı menevişleme işleminden geçirilmelidir. Ortaya çıkan martensit menevişlenmemiştir. Bu nokta esastır. Martemperleme, parçanın kademeli olarak soğutulmuş olması nedeniyle menevişlemeyi kapsamaz. Hava soğutması sırasında oluşan martensit serttir ve yüksek iç gerilme içerir; ayrıca çeliğe ve soğuma yoluna bağlı olarak kalıntı östenit içerebilir. Parça, hizmete alınmadan önce ayrı bir menevişleme işleminden geçirilmelidir. Menevişleme, gerilmeyi ve gevrekliği azaltır; sertlik, dayanım, tokluk ve boyutsal kararlılığı spesifikasyona göre ayarlar. Menevişleme sıcaklığı ve süresi, kaliteye ve gerekli özelliklere bağlıdır. AISI 52100 gibi yüksek karbonlu bir rulman çeliğine, AISI 8620 gibi sementasyon çeliğiyle aynı menevişleme programı uygulanamaz. Sementasyon uygulanmış bir tabaka ile düşük karbonlu bir çekirdek de farklı tepki verir; bu nedenle gerekli özellikler, geçerli olduğu durumlarda her iki bölgede de kontrol edilmelidir. SAE AMS-H-6875C: *Heat Treatment of Steel Raw Materials*, dört çelik sınıfını kapsar ve belirtildiğinde austemperleme, ausbay su verme ve martemperlemeye izin verir. Yalnızca proses tanımı kabul kriterlerini oluşturmaz. Üretim kontrolü; kayıt altına alınmış östenitleme ve banyo sıcaklıklarını, transfer süresini, kesinti süresini, karıştırma koşullarını, menevişleme kayıtlarını, sertlik testlerini, metalografik incelemeyi ve boyutsal ölçümleri gerektirebilir. Doğrulama, uygulanan programın önlemeyi amaçladığı hata türlerini de araştırmalıdır. Sertlik taramaları, yetersiz sertleşebilirlik veya aşırı uzun kesinti nedeniyle oluşan yumuşak çekirdeği ortaya çıkarabilir. Metalografi, martensiti beynitten ayırt edebilir ve perlit ya da aşırı miktarda kalıntı östenit varlığını belirleyebilir. Isıl işlem öncesi ve sonrasındaki boyutsal inceleme, dönüşüm gerilmesindeki azalmanın gerçek geometri için beklenen iyileşmeyi sağlayıp sağlamadığını gösterir. Standart bir martemperleme çevriminin sıralı aşamaları. Dolayısıyla proses kesin bir sıra izler: östenitleme, Ms’nin hemen üzerinde tutulan yağ veya tuza hızla su verme, difüzyonel dönüşüm olmadan kesit eşitlenene kadar bekletme, martensit aralığından soğutma ve menevişleme. Bekletmenin beynitik bir dönüşüm işlemine dönüştürülmesi, prosesi austemperlemeye çevirir. Su verme sonrası menevişleme adımının değiştirilmesi isteğe bağlı değildir; bu adım uygulanmadığında martemperlenmiş çelik, yalnızca kontrollü bir oluşum yoluyla elde edilmiş menevişlenmemiş martensitik çeliktir. ## Mikroyapılar ve Özellikler: Beynit ile Temperlenmiş Martenzitin Karşılaştırılması Beynit izotermik dönüşümü ve martemperleme, su verme gerilmelerini azaltabilir; ancak aynı nihai yapıyı oluşturmazlar. Beynit izotermik dönüşümünde östenitlenmiş çelik, beynitin oluşabileceği bir sıcaklığa hızla soğutulur ve amaçlanan dönüşümün gerçekleşmesi için bu sıcaklıkta yeterince uzun süre tutulur. Oluşan ürün üst beynit, alt beynit veya hâlâ dönüşmemiş östenit içeren ve son soğutmanın ardından martenzit de oluşturabilen bir karışım olabilir. AISI 52100 üzerine 2013 yılında yapılan bir çalışmada, beynit izotermik dönüşüm aralığı yaklaşık 200–400 °C olarak belirtilmiş ve bekletmenin beynit oluşana kadar sürdürülmesi gerektiği ifade edilmiştir. Martemperleme farklı bir yol izler. İş parçası, martenzit başlangıç sıcaklığının hemen üzerindeki yağ veya tuz banyosunda kısa süre tutulur; böylece parça, martenzitik aralık boyunca soğutulmadan önce daha homojen bir sıcaklığa yaklaşır. Ortaya çıkan martenzit kullanıma hazır bir durum değildir: daha sonra temperlenmesi gerekir. ASM International’ın *Heat Treating Subject Guide* (2020) adlı yayını bu sıralamayı doğrudan belirtir. ASM Handbook Cilt 4A (2013), östenitleme sıcaklığını, banyo sıcaklığını, bekletme süresini, karıştırmayı ve soğuma hızını kontrol değişkenleri olarak tanımlar. Bu ayrım önemlidir; çünkü beynit ve temperlenmiş martenzit, dayanımlarını ferrit, karbon ve karbürlerin farklı düzenlenmeleri yoluyla kazanır. Sertlikleri örtüşebilir; ancak örtüşen sertlik, mekanik davranışlarının birbirinin yerine kullanılabileceği anlamına gelmez. ### Dayanım, sertlik, tokluk ve süneklik İki işlemle ilgili mikroyapısal bileşenler. | Bileşen | Oluşum mekanizması | Özellik bakımından değerlendirmeler | |---|---|---| | Üst beynit | Ferritik bölgeler arasında genellikle karbürlerin bulunduğu daha yüksek sıcaklıktaki beynitik dönüşüm | Sertlik ve süneklik bakımından alt beynitten farklı olabilir | | Alt beynit | Daha ince karbür dizilimlerinin oluştuğu daha düşük sıcaklıktaki dönüşüm | Farklı bir dayanım-tokluk dengesi sağlayabilir | | Menevişlenmiş martenzit | Menevişleme sırasında karbonun yeniden dağılımı ve karbür oluşumu | Sertlik ve tokluk, menevişleme sıcaklığına ve süresine büyük ölçüde bağlıdır | | Kalıntı östenit | Soğutma sonrasında dönüşmeden kalan östenit | Kullanım, taşlama veya sonraki soğutma sırasında dönüşebilir | Beynit, yer değiştirmeli bir dönüşümle oluşan ferritik bölgelerden meydana gelir; karbon, dönüşüm sıcaklığına ve alaşım kimyasına bağlı olarak östenite itilir veya karbürler hâlinde çökelir. Üst beynit genellikle aralarında karbürler bulunan ferrit lamelleri veya plakalarından oluşur. Alt beynit daha düşük sıcaklıklarda oluşur ve daha ince karbürleri ferritik plakaların içinde ya da bunlarla yakın ilişkili şekilde barındırır. Kesin morfoloji; karbon içeriğine, alaşım ilavelerine, soğuma hızına ve bekletme süresine göre değişir. Temperlenmiş martenzit, aşırı doymuş ve yüksek iç gerilmeli, hacim merkezli tetragonal bir faz olarak başlar. Temperleme sırasında karbon martenzitten ayrılır; geçiş karbürleri ve ardından daha kararlı karbürler oluşur; matris ise tetragonalliğinin ve iç gerilmesinin büyük bölümünü kaybeder. Temperleme sıcaklığı ve süresi, bu dizinin ne ölçüde ilerleyeceğini belirler. Düşük temperleme sıcaklığı, yüksek sertliği korurken önemli miktarda artık gerilmenin kalmasına neden olabilir; daha yüksek bir temperleme sıcaklığı genellikle sertliği düşürür, ancak tokluğu ve boyutsal kararlılığı iyileştirir. Uzun süreli maruz kalma, krom, molibden veya vanadyum gibi elementleri içeren çeliklerde daha ileri yumuşamaya ya da ikincil sertleşmeye yol açabilir. Ne beynitin ne de temperlenmiş martenzitin evrensel bir sertlik üstünlüğü vardır. İnce alt beynit çok sert olabilirken üst beynit daha yumuşak ve daha sünek olabilir. Düşük sıcaklıkta temperlenmiş martenzitik bir yapı, belirli bir beynitik yapının sertliğini aşabilir; ancak daha yüksek bir temperleme, martenzitik çeliğe daha düşük sertlik ve daha yüksek kırılma direnci kazandırabilir. Bir karşılaştırmanın anlamlı olabilmesi için karbon içeriği, önceki östenit tane boyutu, alaşımın sertleşebilirliği, dönüşüm sıcaklığı ve her bir bileşenin miktarı belirtilmelidir. Tokluk da aynı kurala tabidir. Plakaları ince olduğunda ve karbür filmleri kontrol altında tutulduğunda, beynitik ferrit dayanım ile çatlak başlatılmasına karşı direncin elverişli bir bileşimini sağlayabilir. İri beynit, dönüşmemiş östenit veya son soğutma sırasında oluşan taze, yüksek karbonlu martenzit bu avantajı azaltabilir. Temperleme gerilmeyi giderip karbür dağılımını incelttiğinde temperlenmiş martenzit yüksek tokluk sağlayabilir; ancak yetersiz temperleme gevrek bir yapı bırakır. Aşırı temperleme ise dayanımdan ödün verilmesine neden olabilir. Süneklik, yalnızca işlemlerden birinin seçilmesinin basit bir sonucu değildir. Süneklik; beynit, martenzit, kalıntı östenit, karbürler, kalıntılar ve karbon bakımından zengin bölgelerin hacim oranına ve morfolojisine bağlıdır. Karışık bir yapı, yine de gevrek yerel bileşenler içerirken yararlı bir uzama gösterebilir. Bu nedenle çekme dayanımı, akma dayanımı, darbe enerjisi, kırılma tokluğu, yorulma performansı ve aşınma direnci, yalnızca sertlikten çıkarım yapmak yerine ayrı ayrı ölçülmelidir. Çarpılma da farklılık gösterebilir. Karbürlenmiş AISI 8620, AISI 8822 ve AISI 4320 üzerine yapılan araştırmada 260, 288 ve 304 °C beynit izotermik dönüşüm sıcaklıkları kullanılmış ve karbürlenmiş, su verilmiş ve temperlenmiş numunelere kıyasla önemli ölçüde daha az çarpılma bildirilmiştir. Bu sonuç, test edilen karbürlenmiş geometrileri ve işlem programlarını yansıtır; genel bir garanti oluşturmaz. Martemperleme, martenzit oluşmadan önce termal gradyanları azalttığından, doğrudan su vermeye kıyasla çatlama ve çarpılmayı da azaltabilir; ancak martenzitik dönüşüm yine de hacim değişimine neden olur. ### Kalıntı östenit ve dönüşüm karışımları Beynit izotermik dönüşümü çoğu zaman beynit üreten bir işlem olarak tanımlanır; ancak “beynitik” ifadesi mutlaka %100 beynit anlamına gelmez. Bekletme, östenitin tamamı dönüşmeden önce sona ererse kalan östenit kalıntı östenit olarak varlığını sürdürebilir veya sonraki soğutma sırasında martenzite dönüşebilir. Kalan östenitin karbon bakımından zenginleşmesi, onun bir bölümünü oda sıcaklığında kararlı hâle getirebilir. Sonuç; beynit ile kalıntı östenit, beynit ile martenzit veya beynit ile her ikisinin bir karışımı olabilir. Bu karışım özellikleri güçlü biçimde etkiler. Kalıntı östenit görünür sünekliği iyileştirebilir ve dönüşüm gerinimini soğurabilir; ancak yük altında, taşlama sırasında veya kullanım esnasında dönüşebilir. Bu dönüşüm boyutsal değişime, yerel sertleşmeye veya artık gerilmeye neden olabilir. Beynit izotermik dönüşümü bekletmesinden sonra dönüşmemiş östenitten oluşan martenzit, banyoda oluşan beynitten daha sert ve daha gevrek olabilir. Bu bileşenlerin belirlenmesine X-ışını kırınımı, metalografi, dilatometri ve sertlik haritalaması yardımcı olabilir; tek bir kütlesel sertlik değeri bunu ortaya koyamaz. \[3\] \[3\] [**Short-term low-temperature austempering in medium-carbon low-alloy steel**](https://doi.org/10.1007/s12540-020-00957-6). Metal and Materials International, 2020. Orta karbonlu düşük alaşımlı bir çelikte kısa süreli, düşük sıcaklıklı beynit izotermik dönüşümünü inceleyen 2020 tarihli çalışma, bu sınırlamayı göstermektedir. Bildirilen yapı tek bir fazdan değil, nano-beynit, martenzit ve kalıntı östenitten oluşmuştur. Test koşulları altında bu yapının aşınma katsayıları, su verilmiş martenzitik çeliğinkilerden %50’ye kadar daha düşük bulunmuştur. Bu, sınırları belirli bir karşılaştırmadır: sonuç, incelenen çelik, numune hazırlama yöntemi, beynit izotermik dönüşüm programı, karşı yüzey, yük ve aşınma testi için geçerlidir. Her beynit izotermik dönüşüm uygulanmış çeliğin, su verilmiş ve temperlenmiş her çeliğin aşınma hızının yarısına sahip olacağını göstermez. Martemperleme de dönüşüm karışımları oluşturabilir; ancak amaçlanan sıralama farklıdır. Martenzit başlangıcının üzerindeki dengeleme bekletmesi, önemli miktarda beynit oluşumunu önleyecek kadar kısa olmalıdır. Martenzitik aralık boyunca havada soğutmanın ardından çelik, çoğunlukla bir miktar kalıntı östenit ve muhtemelen çözünmemiş karbürlerle birlikte martenzit içerir. Temperleme daha sonra martenzitik matrisi ve karbür durumunu değiştirir. Östenitleme işlemi çok fazla karbonu çözdüyse veya çeliğin sertleşebilirliği yüksek ve son soğutma yolu uygun değilse, önemli miktarda kalıntı östenit kalabilir. Modifiye martemperleme üzerine SAE makalesi, beynit oluşumunu önlemek için su verme banyosunun martenzit başlangıcının altına yerleştirilmesiyle bu işlemi ayırt eder. Bu ayrıntı, yalnızca banyo sıcaklığının yeterli bir işlem tanımı olmadığını gösterir: banyo sıcaklığı ile martenzit başlangıç sıcaklığı arasındaki ilişki, bekletme süresi ve soğutma yolu, gerçekte oluşan fazları kontrol eder. ### Özellik iddialarının neden kaliteye özgü olması gerektiği Çelik kalitesi, dönüşüm kinetiğini belirler. AISI 52100 rulman çeliği, AISI 8620 sementasyon çeliği, AISI 8822, AISI 4320 ve orta karbonlu düşük alaşımlı bir çelik; aynı karbon seviyesine, alaşım içeriğine, sertleşebilirliğe, martenzit başlangıç sıcaklığına, karbür kararlılığına veya temperleme tepkisine sahip değildir. Aynı tanım içinde bile kesit boyutu ve östenitleme uygulaması, merkezdeki soğuma hızını farklı yapılar oluşturacak ölçüde değiştirebilir. Spesifikasyon ayrıca izin verilen işlemi ve kabul kriterlerini belirler. SAE AMS-H-6875C: *Heat Treatment of Steel Raw Materials*, dört çelik sınıfını kapsar ve belirtildiğinde beynit izotermik dönüşümüne, ausbayla su vermeye ve martemperlemeye izin verir. Bu izin, her kalite için tek bir sertlik, tokluk veya kalıntı östenit sınırı belirlemez. Uygulanabilir malzeme spesifikasyonu, teknik resim, ısıl işlem prosedürü ve muayene yöntemi bu sınırları sağlamalıdır. Bu nedenle geçerli bir karşılaştırmada kalite veya çelik kimyası, östenitleme sıcaklığı, transfer süresi, banyo sıcaklığı, bekletme süresi, soğutma yöntemi, temperleme sıcaklığı ve süresi, kesit boyutu ve test yöntemi belirtilmelidir. Sertlik, mikroyapı incelemesiyle ve ilgili durumlarda kalıntı östenit ölçümü ile boyutsal muayene ile birlikte değerlendirilmelidir. Bu ayrıntılar olmadan “beynit izotermik dönüşümü daha toktur” veya “martemperleme daha serttir” gibi iddialar, teknik açıdan güvenilir olamayacak kadar geneldir. ## Distorsiyon, Çatlama ve Artık Gerilme Kontrolü ### Doğrudan su verme neden ısıl ve dönüşüm gerilmeleri oluşturur? Doğrudan su verme, östenitlenmiş çeliği dik bir sıcaklık gradyanına maruz bırakır. Yüzey önce soğutucuyla temas eder ve büzülürken çekirdek sıcaklığını ve genleşmiş hâlini korur; bu nedenle daha sıcak iç kısım tarafından kısıtlanır. Yüzey, soğumanın erken aşamasında basma gerilmesi altına girebilirken çekirdek çekme gerilmesi taşır. Soğuma devam ettikçe çekirdek büzülür ve gerilme dağılımı tersine dönebilir. İnce kesitler, keskin köşeler, delikler ve kesit kalınlığındaki değişimler, farklı hızlarda soğudukları için bu farkları artırır. Isıl büzülmenin ardından ikinci bir olay gerçekleşir: östenit dönüşümü. Sade karbonlu ve düşük alaşımlı çeliklerde martenzitin özgül hacmi, ana östenitin özgül hacminden daha büyüktür. Bu dönüşümün başladığı sıcaklık, martenzit başlangıç sıcaklığı veya Ms olarak adlandırılır. Bir yüzey tabakası, çekirdek hâlâ östenitik durumdayken Ms sıcaklığına ulaşırsa yüzey martenzitik dönüşüm nedeniyle genleşirken çekirdek ısıl olarak büzülmeye devam eder. Dönüşüm kaynaklı genleşme, kesit boyunca üniform değildir; bu nedenle mevcut ısıl gerilmenin yerini almak yerine ona eklenir. Ortaya çıkan gerilme durumu zamanlamaya bağlıdır. Örneğin sementasyonla yüzey sertleştirilmiş bir dişli, önce karbonca zenginleştirilmiş sementasyon tabakasında dönüşüme uğrarken, daha düşük karbonlu çekirdek daha sonra dönüşebilir veya kısmen östenitik kalabilir. Bunun sonucunda, özellikle geometrik süreksizliklerin yakınında, sert ve nispeten gevrek bir martenzitik tabaka çekme yönünde artık gerilme içerebilir. Bu birleşim su verme çatlaklarını teşvik eder. Çatlama meydana gelmese bile, bir delik çevresindeki veya bir diş boyunca eşit olmayan büzülme; ovaliteye, salgıya, eğilmeye veya diş aralığında değişime yol açabilir. Soğutma şiddeti sorunun yalnızca bir bölümüdür. Östenitleme sıcaklığı, tane boyutunu ve östenit içinde çözünmüş karbon ile alaşım elementlerinin miktarını kontrol eder; karıştırma, ısı transfer katsayısını değiştirir; sertleşebilirlik ise çekirdeğin martenzite mi yoksa beynit veya perlit gibi daha yumuşak ürünlere mi dönüşeceğini belirler. ASM Handbook, Volume 4A (2013), östenitleme sıcaklığını, banyo sıcaklığını, bekletme süresini, karıştırmayı ve soğuma hızını martemperleme işleminin önemli değişkenleri olarak tanımlar. Aynı değişkenler; geometri, yükleme düzeni, fikstürler ve sementasyon tabakasının durumu ile birlikte doğrudan su vermeye bağlı distorsiyonu da etkiler. ### Kesintili su verme gerilme geçmişini nasıl değiştirir? Martemperleme, yalnızca farklı bir banyo seçmekten ziyade olayların sırasını değiştirir. Sıcak, östenitlenmiş iş parçası, Ms sıcaklığının hemen üzerinde tutulan yağ veya ergimiş tuz banyosuna hızla daldırılarak soğutulur. Yüzey ve çekirdeğin birbirine daha yakın, üniform bir sıcaklığa ulaşması için parça burada yeterince uzun süre bekletilir; ancak beynit veya perlit oluşmasına izin verecek kadar uzun tutulmaz. Daha sonra iş parçası, genellikle havada veya başka bir kontrollü, düşük şiddetli koşul altında martenzit oluşum aralığından geçirilerek soğutulur ve kullanımdan önce temperlenir. Bu sıcaklık eşitlenmesi, martenzit oluşmaya başladığında mevcut olan ısıl farkı azaltır. Yüzey ve çekirdek yine tam olarak aynı anda dönüşmez ve martenzitik dönüşüm yine genleşmeye yol açar; ancak sıcaklık gradyanı ve buna bağlı kısıtlama daha küçüktür. Bu nedenle martemperleme, distorsiyonu ve su verme çatlağı olasılığını azaltır; ancak bunların hiçbirini ortadan kaldırmaz. Kesitleri farklı soğuma sürelerine sahip olan, banyosu iyi kontrol edilmeyen veya sertleşebilirliği düzensiz bir dönüşüm modeli oluşturan karmaşık bir parça yine çarpılabilir. 2020 ASM Heat Treating Subject Guide, çevrimi doğrudan açıklar: çelik, sıcaklık eşitlenene kadar Ms sıcaklığının hemen üzerinde tutulur; ardından martenzit oluşacak şekilde havada soğutulur ve sonrasında temperlenir. Normal kullanım koşullarında temperleme isteğe bağlı değildir; çünkü su verilmiş hâliyle martenzit yüksek iç gerilmeye ve sınırlı kırılma direncine sahiptir. Nihai sıcaklık ve süre; çelik kalitesine, boyutlara, gerekli sertliğe ve tutulmuş östenit durumuna uygun olmalıdır. Austemperlemenin amacı farklıdır. Östenitlenmiş çelik, beynitik dönüşüm aralığında tutulan bir banyoya—AISI 52100 için bildirilen tanıma göre yaklaşık 200 ila 400 °C arasına—daldırılarak soğutulur ve östenitin gerekli oranı beynite dönüşene kadar bekletilir. Daha sonra soğutma, beynitik bir yapı oluşturur; bekletme tamamlanmamışsa yapıda tutulmuş östenit veya martenzit de bulunabilir. 2024 yılında yayımlanan ACS Omega çalışması bu çevrimi martemperlemeden ayırır: austemperlemede östenit beynite dönüşene kadar bekletilirken martemperlemede sıcaklık Ms sıcaklığının üzerinde kısa süreyle eşitlenir ve ardından soğuma sırasında martenzit oluşmasına izin verilir. Beynit, iş parçası nispeten üniform bir banyo sıcaklığına ulaştıktan sonra izotermal olarak oluştuğundan, austemperleme doğrudan su vermedeki şiddetli yüzeyden çekirdeğe ısıl sıralamayı önler. Beynitik dönüşüm ayrıca şekil değiştirmesini bir bekletme süresine yayar; böylece martenzitik genleşme hareketli bir sıcaklık gradyanı boyunca yoğunlaşmaz. Sonuç olarak distorsiyon ve artık gerilme daha düşük olabilir; ancak bu yalnızca çeliğin sertleşebilirliği, kesit boyutu ve dönüşüm kinetiği, tüm kesitin banyoya ulaşmasına ve perlit ya da istenmeyen martenzit oluşmadan önce amaçlanan dönüşümün tamamlanmasına izin verdiğinde geçerlidir. Bu nedenle martemperleme ve austemperleme, distorsiyonu azaltılmış bir su verme işleminin birbirinin yerine kullanılabilecek adları değildir. Martemperleme yine martenzit oluşturur ve ardından temperleme gerektirir. Austemperleme ise beynit elde etmeyi amaçlar ve bunun için yeterince uzun bir izotermal bekletme kullanır. Spesifikasyonlar her iki yönteme de izin verebilir: Dört çelik sınıfı için ısıl işlemi kapsayan SAE AMS-H-6875C (2020), ilgili gereklilik bunları belirttiğinde austemperleme, ausbay su verme ve martemperlemeyi listeler. Proses kaydı, parçanın yalnızca “tuzda su verildiğini” belirtmek yerine gerçek sıcaklık-zaman çevrimini tanımlamalıdır. ### Sementasyon uygulanmış düşük alaşımlı çeliklerden elde edilen kanıtlar Test edilen AISI 8620, AISI 8822 ve AISI 4320 numunelerinde östemperleme, geleneksel su verme ve menevişlemenin izlediği sementasyon işlemine kıyasla daha az çarpılma oluşturdu. Limited evidence SAE’nin “Austempering Process for Carburized Low-Alloy Steels” başlıklı, SAE 2013-01-0949 numaralı makalesinde sementasyon uygulanmış AISI 8620, AISI 8822 ve AISI 4320 incelenmiştir. Karşılaştırma, sementasyon uygulanıp austemperlenmiş numuneler ile sementasyon uygulanmış, geleneksel yöntemle su verilmiş ve temperlenmiş numuneler arasında yapılmıştır. Austemperleme işlemlerinde 260, 288 ve 304 °C banyo sıcaklıkları kullanılmıştır. Bildirilen sonuç, sementasyon uygulanıp austemperlenmiş numunelerde distorsiyonun önemli ölçüde daha az olduğudur. Bu bulgu, gerilme mekanizmasıyla uyumludur. Sementasyon bir karbon gradyanı oluşturur: sementasyon tabakasında karbon oranı ve sertleşebilirlik daha yüksek, Ms sıcaklığı ise çekirdeğinkinden farklıdır. Bu nedenle doğrudan su verme sırasında tabaka ve çekirdek farklı zaman çizelgelerine göre soğur ve dönüşür. Austemperleme, bu hızlı ve uzaysal açıdan düzensiz martenzitik sıralamanın yerine, bileşen banyo sıcaklığına yaklaştıktan sonra kontrollü bir beynitik bekletme getirir. Daha düşük distorsiyon sonucu güvenilirdir ve metalurjik açıdan tutarlıdır; ancak her dişli, mil veya rulman bileziği için evrensel bir düzeltme katsayısı değildir. Başka bir bileşene uygulanabilirlik öncelikle geometriye bağlıdır. İnce bir halka hızla eşit sıcaklığa ulaşabilirken kalın bir dişli göbeği, sementasyon tabakası banyoya ulaştıktan sonra bile sıcak bir çekirdeği koruyabilir. AISI 8620, AISI 8822 ve AISI 4320 ayrıca alaşım içerikleri ve sertleşebilirlikleri bakımından farklıdır; dolayısıyla aynı banyo sıcaklığı aynı faz oranlarını garanti etmez. Sementasyon tabakası derinliği, yüzey karbonu, tutulmuş östenit, karbür durumu, önceki östenit tane boyutu ve sementasyonun üniformluğu; hem dönüşüm kaynaklı şekil değiştirmeyi hem de çatlama hassasiyetini etkiler. Fikstürler ve yükleme de önem taşır. Soğuma sırasında kısıtlanan bir bileşen serbest hareketini daha az gösterebilir; ancak daha yüksek artık gerilme kazanabilir. Gevşek şekilde desteklenen bir bileşen ise daha fazla distorsiyona uğrarken bu gerilmenin bir bölümünü giderebilir. Banyo bileşimi, sirkülasyon, yükler arasındaki mesafe, transfer süresi ve sıcaklık üniformluğu doğrulanmalıdır. Isıl işlemden önce ve sonra yapılan boyutsal kontroller, sementasyon tabakasından çekirdeğe doğru sertlik taramaları, metalografik inceleme ve gerektiğinde artık gerilme ölçümleri; belirli bir proses adının sonucu garanti ettiğini varsaymaktan daha bilgilendiricidir. ## Banyolar, Isı Transferi ve Proses Kontrolü Banyo seçimi, prosesi tek başına tanımlamaz. Östemperleme ve martemperleme işlemlerinin her ikisinde de tuz veya yağ kullanılabilir; ancak sıcaklık izledikleri yollar ve hedefledikleri dönüşümler farklıdır. Östemperlemede, östenitlenmiş çelik, G. A. H. D. ve diğerlerinin (2013) AISI 52100 açıklamasında yaklaşık 200–400 °C olarak belirtilen beynitik dönüşüm sıcaklığında tutulan bir banyoya aktarılır ve beynit oluşana kadar bu sıcaklıkta bekletilir. Martemperlemede ise çelik, martenzit başlangıç sıcaklığının hemen üzerindeki bir banyoya aktarılır, kesit boyunca sıcaklık eşitlenir ve ardından martenzitin daha homojen oluşması için havada soğutulur. Sonrasında temperleme yapılması gerekir. ASM Handbook Cilt 4A (2013), martemperleme için yararlı bir kontrol çerçevesi sunar: östenitleme sıcaklığı, banyo sıcaklığı, bekletme süresi, karıştırma ve soğuma hızı. Bu değişkenler, görünüşte benzer fırın çevrimleri kullanıldığında bir banyo prosesinin neden farklı sonuçlar üretebildiğini de ortaya koyar. Çelik kalitesi, kesit kalınlığı, sertleşebilirlik, yük kütlesi, transfer gecikmesi ve banyo durumu, öngörülen ısıl yolun gerçekten izlenip izlenmediğini belirler. ### Yağ, nitrat-nitrit tuzları ve ergimiş tuz karışımları Yağ, bilinen ve pratik bir ortamdır; ancak söndürme sırasında ısı transferi davranışı değişir. Sıcak çelik yağa girdiğinde yüzeyde bir buhar örtüsü oluşabilir. Bu film aşamasında ısı nispeten yavaş ve düzensiz aktarılır; film çöktüğünde çekirdek kaynaması ısıyı çok daha hızlı uzaklaştırabilir ve bunu daha yavaş konvektif soğuma izler. Karıştırma, buhar örtüsünü parçalar ve daha soğuk yağı iş parçasına doğru taşır. Yağ sıcaklığı, viskozite, oksidasyon, su kontaminasyonu, çamur oluşumu ve yük kütlesinin banyo hacmine oranı bu sıralamanın tamamını değiştirir. Bu nedenle, aynı nominal yağı içeren iki tank farklı soğuma eğrileri oluşturabilir. Yaşlanmış yağın viskozitesi veya ıslatma davranışı değişmiş olabilir. Su kontaminasyonu yerel kaynamaya ve ağır durumlarda yangın ya da buhar kaynaklı fırlama tehlikesine neden olabilir. Sıkışık bir sepet, yüzeylerin akışkan dolaşımından yalıtılmasına yol açarken, büyük ve sıcak bir yük yağ sıcaklığını yükseltir ve söndürmenin sonraki bölümünü yavaşlatır. İlgili değişken yalnızca “yağda söndürme” değildir; gerçek yük ve karıştırma koşulları altında ölçülen soğuma tepkisidir. Nitrat-nitrit tuz banyoları genellikle ısıyı hızlı aktarır; çünkü sıvı çeliği doğrudan ıslatır ve yağda söndürmede olduğu gibi kalıcı bir buhar örtüsüne aynı ölçüde bağlı değildir. Ergimiş tuz içindeki konveksiyon, banyonun görece homojen kalmasını sağlayabilir ve çelik yüzeyi banyo sıcaklığına hızla yaklaşabilir. Bu hızlı transfer, martemperlenmiş bir parçanın yüzeyi ile çekirdeği arasında aşırı sıcaklık farkları oluşmadan perlit veya beynit bölgesinden geçmesi gerektiğinde değerlidir. Ayrıca, dönüşüm eşit olmayan biçimde ilerlemeden önce östemperlenen parçaların seçilen beynitik sıcaklığa ulaşmasına yardımcı olur. Tuz bakım gerektirmeyen bir ortam değildir. Tuz bileşimi, oksidasyon, nem, sürüklenerek taşınan tuz, çamur ve kontaminasyon; ergime davranışını, viskoziteyi, elektriksel iletkenliği ve ısı transferini etkiler. Nitrat-nitrit karışımlarında çalışma sıcaklığı ve kimyasal durum da kontrol edilmelidir; çünkü bozunma ve kontaminasyon banyoyu değiştirebilir ve güvenlik tehlikeleri oluşturabilir. İş parçaları daldırmadan önce kuru olmalıdır; ergimiş tuza giren su şiddetli biçimde buharlaşabilir. Sun ve diğerlerinin (2024) ACS Omega çalışmasında Ca(NO3)2–KNO3 ergimiş tuz karışımları incelenmiş ve ısı transferi ölçümü temel bir konu olarak ele alınmıştır. Çalışmanın proses mühendisliği açısından değeri, tek bir kalsiyum nitrat/potasyum nitrat oranını evrensel bir östemperleme reçetesi olarak ilan etmesinde değildir. Farklı tuz bileşimleri farklı likidüs sıcaklıklarına, ısıl özelliklere, viskozitelere ve kullanılabilir çalışma aralıklarına sahiptir. Çalışmadaki ölçümler, banyo bileşimi ve sıcaklığını ısı transferi davranışıyla ilişkilendirmeye yardımcı olur; ancak bir üretim çevrimi için yine de doğrulanmış bir soğuma eğrisi, çeliğe özgü dönüşüm verileri ve gerçek banyonun kontrolü gerekir. ### Banyo sıcaklığı, karıştırma ve yük etkileri Banyo sıcaklığı yalnızca bir fırın ayarı değil, aynı zamanda bir dönüşüm değişkenidir. Östemperlemede banyo, seçilen çeliğin kabul edilebilir bir hızda beynite dönüşebileceği aralıkta kalmalıdır. Bekletme, zaman-sıcaklık-dönüşüm verileriyle veya metalografik doğrulamayla belirlendiği üzere, gerekli östenit-beynit reaksiyonu gerçekleşene kadar sürdürülür. Martemperlemede banyo normal olarak martenzit başlangıcının hemen üzerinde, çoğu zaman Ms olarak gösterilen bir sıcaklıkta tutulur; amaç, yüzey ile çekirdek arasındaki sıcaklık farkının kabul edilebilir bir düzeye inmesini sağlayacak kadar beklemektir. Çok uzun süre veya çok düşük bir sıcaklıkta bekletme beynit oluşmasına yol açabilir ve böylece hedeflenen martenzitik çevrimi bozar. Karıştırma, belirsiz biçimde “iyi dolaşım” olarak tanımlanmak yerine yöntemi ve şiddetiyle belirtilmelidir. Pompa debisi, pervane konumu, iş parçasının hareketi ve sepet tasarımı, tüm yüzeylerin benzer akışkan hareketi görüp görmediğini belirler. Aşırı hareket hassas parçalara zarar verebilir veya havayı akışkana sürükleyebilir; yetersiz hareket ise durgun bölgeler bırakır ve yerel soğuma farklarını artırır. Tuz banyolarında, doğrudan temas yağdan daha hızlı ısı transferi sağlasa da yükten ısıyı uzaklaştırmak ve sıcaklık homojenliğini yeniden sağlamak için genellikle dolaşım gerekir. Yük etkileri çoğu zaman olduğundan küçük tahmin edilir. Tek bir küçük numune neredeyse sabit bir banyo sıcaklığına maruz kalabilirken, üretim sepeti banyoya girdiğinde banyo sıcaklığını düşürebilir ve bir toparlanma süresi oluşturabilir. Sıkı biçimde paketlenmiş bir yükün dışındaki parçalar, aralıkların akışkan erişimini kısıtlaması nedeniyle iç kısımdaki parçalardan farklı soğuyabilir. Parçalar, banyo teması ve dolaşım için yeterli aralıklarla ayrılmalı; fikstürler parçaların iç içe geçmesini, temas izlerini ve tuz hapsolmasını önleyecek şekilde tasarlanmalıdır. Yeterlilik değerlendirmesi sırasında kullanılan yük düzeni, üretimde kullanılan düzenle aynı olmalıdır. Sıcaklık ölçümü de değişkenlik oluşturur. Bir fırın termokuplu, çelik çekirdeğini değil, fırın atmosferini veya yakındaki bir fikstürü ölçer. Bir banyo kontrolörü ısıtıcıya yakın bir noktayı okuyabilirken, en soğuk bölge başka bir yerde bulunabilir. Bağımsız sensörlerle çalışma bölgesi taranmalı; temsili parçalara bağlanan termokuplarla gerçek ısıl gecikme belirlenmelidir. Kalın kesitlerde yüzey termokuplu banyoya girişi gösterebilirken merkez önemli ölçüde daha sıcak kalabilir. Bu fark, martenzit oluşmadan önce martemperlemenin azaltmayı amaçladığı farkın tam olarak kendisidir. ### Söndürme şiddeti ve transfer süresi Söndürme şiddeti, ısının çelikten ne kadar hızlı uzaklaştırıldığını ifade eder; ancak yararlı ölçüt, kritik dönüşüm aralığı boyunca elde edilen tam soğuma eğrisidir. Yağ karıştırması, tuz dolaşımı, banyo sıcaklığı, parça geometrisi ve çeliğin sertleşebilirliği bu sürece katkıda bulunur. Sertleşebilirliği yüksek bir çelik, büyük bir kesit boyunca martenzit oluşturabilirken daha düşük sertleşebilirliğe sahip bir kalite kısmen beynitik veya perlitik kalabilir. Kesit köşeleri hızlı, ağır merkezler ise yavaş soğur. Aynı banyo, ince bir pim ile kalın bir dişlide aynı yapıyı garanti edemez. Transfer gecikmesi, parça östenitleme fırınından çıktığında başlar ve çalışan yüzeylerin banyoya daldırılmasıyla sona erer. Bu aralıkta yüzey havada soğuyabilirken çekirdek östenitleme sıcaklığına yakın kalabilir. Gecikme, duyarlı kalitelerde istenmeyen dönüşümlere de izin verir ve bir partideki ilk parçayı son parçadan termal olarak farklı hâle getirir. Kısa ve tekrarlanabilir transfer yolları, örtülü transfer fikstürleri ve eş zamanlı taşıma, bu değişkenlik kaynağını azaltır. Banyo toparlanması daldırma sonrasında gerçekleşir. Gelen yük banyodan ısı çeker ve sıkışık bir sepetin çevresinde yerel soğuk bölgeler oluşabilir. Kontrolör ayar sıcaklığını gösterirken çalışma bölgesi hâlâ toparlanıyor olabilir. Bir sonraki yükün banyoya girmesini, yükün bulunduğu konumda ölçülen banyo sıcaklığına dayalı olarak tanımlanmış bir toparlanma sınırı belirlemelidir. Bu sınır olmadan, nominal reçeteler aynı olsa bile ardışık partiler farklı soğuma hızlarına maruz kalabilir. Martenzit oluşumunun sıcaklık aralığı üzerine 1946 yılında yapılan çalışma, martemperlemenin amacını açıklar: martenzit oluşum aralığının hemen üzerindeki sıcaklığa kadar söndürmek, sıcaklıkların eşitlenmesine izin vermek ve ardından daha yavaş soğutmaktır. Bu işlem, çelik ve kesit uygun olduğunda sertlikten çok az ödün vererek ısıl ve dönüşüm gerilmelerini azaltır; böylece çatlama ve çarpılma riski düşer. Östemperleme ise farklı bir gereksinimi izler: beynitik bekletmenin tamamı boyunca banyonun kararlı kalması gerekir. Kısa süreli, düşük sıcaklıklı östemperleme üzerine 2020 yılında yapılan bir çalışmada nano-beynit, martenzit ve kalıntı östenit raporlanmış; aşınma katsayılarının söndürülmüş martenzitik çeliğe göre %50’ye kadar daha düşük olduğu bildirilmiştir. Ancak bu sonuç başka bir kaliteye veya çevrime otomatik olarak aktarılamaz. \[4\] \[4\] [**Heat Treatment of Steel Raw Materials**](https://www.normsplash.com/Samples/SAE/165267379/SAE-AMSH-6875C-2020-en.pdf). SAE International. SAE AMS-H-6875C, 2020. SAE AMS-H-6875C (2020), dört çelik sınıfını kapsar ve belirtildiğinde östemperleme, ausbay söndürme ve martemperlemeye izin verir. Bu nedenle uygunluk yalnızca banyonun adına değil; belirtilen kaliteye, çevrime, ekipmana ve doğrulamaya bağlıdır. Hedeflenen dönüşümün gerçekten gerçekleştiğini göstermek için sıcaklık kayıtları, transfer süresi kayıtları, yük konfigürasyonu, banyo taramaları, sertlik, boyutsal muayene ve metalografik inceleme gereklidir. ## Modifiye Martemperleme ve Austemperleme ile Sınırı ### Standart ve modifiye martemperleme Martemperleme ve austemperleme, östenitleme sıcaklığından oda sıcaklığına doğrudan soğutmayı kesintiye uğratır; ancak bunu farklı metalurjik nedenlerle yapar. Austemperleme, bainit oluşturmak üzere tasarlanır. Martemperleme ise martenzit oluşmadan önce sıcaklık farklarını azaltarak çarpılmayı ve su verme çatlaklarını sınırlamak üzere tasarlanır. Standart martemperlemede östenitlenmiş çelik, çeliğin martenzit başlangıç sıcaklığının veya **Ms** sıcaklığının hemen üzerinde tutulan yağ ya da ergimiş tuz banyosuna daldırılarak soğutulur. İş Parçası, yalnızca yüzeyinin ve çekirdeğinin benzer bir sıcaklığa yaklaşması için gereken süre boyunca banyoda tutulur. Ardından, genellikle havada soğutma yoluyla martenzitik dönüşüm aralığından geçirilerek soğutulur. Martenzit bu son soğutma adımı sırasında oluştuğundan, parçanın kullanıma alınmasından önce temperleme uygulanmalıdır. ASM International’ın *Isıl İşlem Konu Rehberi* (2020), bu sıralamayı Ms sıcaklığının hemen üzerinde bekletme, sıcaklık eşitleme, martenzit oluşturmak üzere havada soğutma ve ardından temperleme olarak tanımlar. Sıcaklık, evrensel bir tablodan seçilmez. Ms; karbon içeriğine, alaşım elementlerine, önceki östenit tane boyutuna ve östenitin durumuna göre değişir. Örneğin sementasyon uygulanmış bir yüzey, düşük karbonlu çekirdeğe kıyasla önemli ölçüde daha düşük bir Ms değerine sahip olabilir. Kesit kalınlığı da önemlidir; çünkü ısı yüzeyden, merkezden ayrıldığından daha hızlı uzaklaşır. Bu nedenle banyo, yalnızca nominal kalite tanımına göre değil, belirli çelik ve bileşen için elde edilen dönüşüm verilerine göre seçilmelidir. ASM Handbook Cilt 4A (2013), östenitleme sıcaklığını, banyo sıcaklığını, bekletme süresini, karıştırmayı ve soğuma hızını martemperlemedeki kontrol değişkenleri olarak tanımlar. Bu değişkenler, bileşenin güvenli biçimde sıcaklık eşitlemesine ulaşıp ulaşamayacağını, bainit oluşturmaya başlayıp başlamayacağını, banyoda kısmen martenzite dönüşüp dönüşmeyeceğini veya aşırı ısıl ve dönüşüm gerilmesi geliştirip geliştirmeyeceğini belirler. Kısa ve iyi denetlenen bir bekletme, standart işlemin temel unsurudur. Modifiye martemperleme, kesintinin gerçekleştiği konumu değiştirir. SAE’nin modifiye martemperleme tanımında su verme banyosu Ms sıcaklığının altındadır; standart martemperlemede ise banyo Ms sıcaklığının üzerinde tutulur. Bu fark, aksi hâlde aynı olan bir işlemin küçük bir ayarı değildir. Martenzitin ne zaman oluşmaya başlayacağını ve İş Parçasının maruz kaldığı ısıl ve dönüşümsel yolu değiştirir. Ms sıcaklığının altındaki bir banyo, çelik hâlâ daldırılmış durumdayken martenzit oluşumunun başlamasına neden olabilir. İş Parçası yalnızca daha düşük bir eşitleme sıcaklığına soğutulup daha sonra dönüşüme uğramaz. Östenitin bir bölümü banyo bekletmesi sırasında, geri kalanı ise sonraki soğutma sırasında dönüşebilir. Ortaya çıkan oranlar; çeliğin sertleşebilirliğine, gerçek banyo sıcaklığına, banyoda kalma süresine ve kesit boyunca sıcaklık dağılımına bağlıdır. SAE AMS-H-6875C (2020), *Çelik Ham Maddelerin Isıl İşlemi*, dört çelik sınıfını kapsar ve belirtildiği durumlarda austemperleme, ausbay su verme ve martemperlemeye izin verir. Bu izin, işlemleri birbirinin yerine kullanılabilir hâle getirmez. Bir işlem şartnamesi, teknik resim veya alıcı gerekliliği, amaçlanan çevrimi ve muayene ölçütlerini yine de tanımlamalıdır. Modifiye martemperleme amaçlanıyorsa yalnızca “martemperlenmiş” ifadesi yetersiz kalabilir. ### Ms sıcaklığının altındaki bir banyonun dönüşüm yolunu değiştirmesinin nedeni Ms, soğutma sırasında difüzyonsuz östenit-martenzit dönüşümünün yaklaşık başlangıcını gösterir. Bu, tüm östenitin tek bir sabit sıcaklıkta anında martenzite dönüştüğü anlamına gelmez. Dönüşüm bir sıcaklık aralığı boyunca ilerler ve oluşan miktar esas olarak çeliğin Ms sıcaklığının ne kadar altına soğutulduğuna bağlıdır. Bekletme süresi de dolaylı olarak önem taşıyabilir: dönüşüm yerel sıcaklığa göre ilerlerken bileşenin ısıl olarak eşitlenmesine olanak sağlar. Banyonun Ms sıcaklığının altına yerleştirilmesi, İş Parçasının sıcaklığı tamamen eşitlenmeden önce martenzitik aralığa girmesine olanak tanır. Bu, sonraki aşamada yüzey ile çekirdek arasındaki sıcaklık farkını azaltabilir; ancak bunu dönüşüm gerinimi gelişirken gerçekleştirir. Standart martemperleme, martenzit oluşumunun büyük bölümünü eşitleme sonrasına erteler; modifiye martemperleme ise ısıl gradyanlar, dönüşüm gerilmeleri ve kalıntı östenit arasında farklı bir denge elde etmek için daha erken bir başlangıcı kabul eder. Austemperleme ile sınır, bekletme sırasında amaçlanan faz dönüşümüyle tanımlanır. Austemperlemede östenitlenmiş çelik, bainitin oluşabileceği bir sıcaklık aralığına hızla soğutulur ve gerekli östenit dönüşünceye kadar burada tutulur. AISI 52100 üzerine 2013 yılında yayımlanan bir çalışma, austemperlemeyi yaklaşık 200–400 °C’de tutulan bir ortama soğutma ve bainit oluşuncaya kadar bekletme olarak tanımlar. 2024 yılında yayımlanan bir ACS Omega çalışması da bainitik dönüşüm sıcaklığında bekletilen austemperleme ile havada soğutma yoluyla martenzit oluşturulmadan önce Ms sıcaklığının hemen üzerinde kısa süreli bekletme uygulayan martemperlemeyi birbirinden ayırır. Sıcaklık aralıkları bazı çeliklerde örtüşebilir; bu nedenle yalnızca banyo sıcaklığı işlem adını belirleyemez. 300 °C’lik bir banyo bir kalite çelikte bainit, başka bir çelikte martenzit oluşturabilir veya bekletme çok kısa olduğunda ya da dönüşüm eğrileri örtüştüğünde karma bir yapı meydana getirebilir. İlgili kanıt, çeliğin zamana-sıcaklığa-dönüşüm veya sürekli soğuma dönüşüm davranışından ve metalografik doğrulamadan elde edilir. Orta karbonlu, düşük alaşımlı bir çelikte kısa süreli, düşük sıcaklıklı austemperlemeyi inceleyen 2020 tarihli bir çalışma; nanobainit, martenzit ve kalıntı östenit bildirmiştir. Bu çalışmada aşınma katsayıları, su verilmiş martenzitik çeliğinkilere kıyasla %50’ye varan oranlarda daha düşük bulunmuştur; ancak bu sonuç, test edilen bileşime, geometriye ve çevrime özgüdür. Bir martemperlenmiş bileşene otomatik olarak aktarılması mümkün değildir. Austemperleme, bainitin kontrolsüz bir sıcaklık gradyanı sırasında değil, nispeten sabit bir sıcaklıkta oluşması nedeniyle çarpılmayı azaltabilir. 2013 yılında yayımlanan bir SAE çalışmasında, sementasyon uygulanmış AISI 8620, AISI 8822 ve AISI 4320 çeliklerinde, sementasyon uygulanıp austemperlenmiş numunelerdeki çarpılmanın; sementasyon uygulanmış, su verilmiş ve temperlenmiş numunelere kıyasla belirgin biçimde daha az olduğu bulunmuştur; bildirilen austemperleme sıcaklıkları 260, 288 ve 304 °C’dir. Bu bulgu, belirli bir sementasyon uygulanmış çelik grubu için kanıttır; her austemperlenmiş parçanın daha az çarpılacağı anlamına gelmez. ### İstenmeyen bainit oluşumundan kaçınma Modifiye martemperleme, kısmen İş Parçasını kesinti sırasında bainit oluşum bölgesinin dışında tutmak amacıyla seçilir. Banyo Ms sıcaklığının altında olmalı, ancak bekletmenin bainitin gelişmesi için yeterli zaman sağlamayacağı şekilde de konumlandırılmalıdır. Banyo, çeliğin belirgin bainitik kinetiğe sahip olduğu bir sıcaklık aralığında bulunuyorsa veya aktarma ve bekletme yavaş gerçekleşiyorsa, işlem martemperleme olarak adlandırılmış olsa bile yapıda bainit bulunabilir. Bu nedenle “modifiye”, yalnızca “daha soğuk bir banyo kullanmak” anlamına gelmez. Çevrim; östenitleme koşullarını, aktarma süresini, banyo sıcaklığını, karıştırmayı, izin verilen bekletme süresini, soğutma yöntemini ve temperleme işlemini belirtmelidir. Banyo sıcaklığı, fırın veya tuz kabı ayarından varsayılmamalı; İş Parçasının bulunduğu konumda ölçülmelidir. Yük boyutu ve tuz dolaşımı, dönüşüm yolunu değiştirecek kadar büyük yerel farklılıklar oluşturabilir. Operatörün ayrıca çeliğin sertleşebilirliğini ve kesit boyutu sınırlarını bilmesi gerekir. Sertleşebilirliği düşük bir çelikte, parça amaçlanan martenzitik yola ulaşmadan önce çekirdekte perlit veya bainit oluşabilir. Sertleşebilirliği yüksek bir çelik ise soğutma sonrasında, özellikle karbon zenginleşmesinin veya sementasyonun Ms sıcaklığını düşürdüğü bölgelerde, önemli miktarda östenit tutabilir. Temperleme daha sonra martenzitin gevrekliğini azaltır ve dönüşüm gerilmesini giderir; ancak uygun olmayan bir bekletme sırasında oluşmuş bainiti ortadan kaldırmaz. Doğrulama; sertlik haritalamasını metalografi, boyutsal muayene ve gerektiğinde kalıntı östenit ölçümüyle birlikte ele almalıdır. Tek başına yüzey sertliği değeri, her bileşende tamamen martenzitik bir yapıyı martenzit-bainit karma yapısından ayırt edemez. Bu nedenle pratik sınır, banyo etiketine göre değil, belirtilen ısıl çevrime ve gerçekten oluşan fazlara göre belirlenir. ## Çelik Kaliteleri, Sertleşebilirlik ve Kesit Boyutu Çelik kalitesi, önerilen bir östemperleme veya martemperleme çevriminin parça boyunca amaçlanan yapıyı oluşturup oluşturamayacağını belirler. Karbon içeriği oluşabilecek martenzit miktarını kontrol ederken krom, manganez, nikel, molibden ve diğer alaşım elementleri dönüşüm eğrilerini kaydırarak sertleşebilirliği artırır. Kesit boyutu ise iş parçasının merkezinin banyo sıcaklığını ne ölçüde izlediğini belirler. Küçük bir test numunesinde işe yarayan bir çevrim, gerekli dönüşüm tamamlanmadan önce daha büyük bir parçanın merkezinde perlit, ferrit veya üst beynit oluşmasına izin verebilir. İki işlem arasındaki ayrım önemini korur. Östemperlemede östenitlenmiş çelik, belirtilen östenit fraksiyonu beynite dönüşünceye kadar beynitik dönüşüm aralığında tutulur. Martemperlemede soğutma, martenzit başlangıç sıcaklığının hemen üzerinde kesilir; kesitin termal olarak dengelenmesine izin verilir ve ardından martenzit oluşum aralığından geçirilerek soğutulur. Oluşan martenzitik ürün, kullanım öncesinde mutlaka temperlenmelidir. İşlemi yalnızca banyo sıcaklığı belirlemez; dönüşüm yolu ve ortaya çıkan fazlar belirler. ### AISI 52100 ve Rulman Çeliğiyle İlgili Hususlar Östemperleme ve martemperlemeyi etkileyen kaliteye özgü faktörler. | Çelik | Birincil uygulama veya koşul | Makalede belirtilen proses sorunu | |---|---|---| | AISI 52100 | Yüksek karbonlu kromlu rulman çeliği | Karbür çözünmesi, kalıntı östenit, su verme gerilmesi ve boyutsal değişim | | AISI 8620 | Sementasyon çeliği | Sementasyon tabakası-çekirdek karbon gradyanı ve sertleşebilirlik | | AISI 8822 | Sementasyon çeliği | 8620’den farklı tabaka ve çekirdek tepkisi | | AISI 4320 | Nikel-krom-molibden sementasyon çeliği | Geometri, tabaka derinliği ve dönüşüm tepkisi | AISI 52100, yaygın olarak UNS G52986 şeklinde belirtilen yüksek karbonlu kromlu bir rulman çeliğidir. Nominal bileşimi yaklaşık %1,00 ağırlıkça karbon ve %1,5 ağırlıkça kromdur; ancak izin verilen aralıkları ve temizlik gerekliliklerini geçerli malzeme spesifikasyonu belirler. Bu bileşim, sertleştirme sonrasında 52100’e yüksek ulaşılabilir sertlik ve güçlü aşınma direnci kazandırır; ancak kalıntı östenit, karbür çözünmesi, su verme gerilmesi ve boyutsal değişim de önemli hususlar hâline gelir. AISI 52100 üzerine yapılan bir çalışmada östemperleme, östenitleme sıcaklığından yaklaşık 200 ila 400 °C arasında tutulan bir ortama su verme ve beynit oluşuncaya kadar bekletme işlemi olarak tanımlanmıştır. Bu aralık, incelenen östemperleme uygulamasının tanımıdır; her rulman kesiti veya arzu edilen her beynit morfolojisi için evrensel bir sıcaklık aralığı değildir. Aralığın alt bölümünde dönüşüm daha yavaştır ve ürün daha ince olabilir; daha yüksek sıcaklıklarda dönüşüm daha hızlı ilerleyebilir, ancak daha kaba beynit oluşturabilir. Seçilen sıcaklıkta ayrıca çeliğin zaman-sıcaklık-dönüşüm davranışı, önceki östenit tane boyutu, karbür durumu ve kesit kalınlığı da dikkate alınmalıdır. Rulman uygulamaları, nominal sertliğin ötesinde gereklilikler getirir. Yuvarlanmalı temas yorulması; metalik olmayan kalıntılardan, karbür dağılımından, kalıntı östenitten, artık gerilmeden, yüzey kalitesinden ve yerel dönüşüm farklılıklarından etkilenir. Yüzeyi amaçlanan beynitik yapıya ulaşmışken çekirdeğinde perlit bulunan bir parça, başarılı şekilde östemperlenmiş bir rulman bileşeni değildir. Benzer şekilde, martemperlenmiş bir 52100 parçasında doğrudan yağda su vermeye kıyasla daha az çarpılma görülebilir; ancak parça soğutmanın hemen ardından hâlâ temperlenmemiş martenzit içerir ve temperleme gerektirir. Temperleme ayrıca gevrekliği azaltır ve boyutları kararlı hâle getirir; ancak seçilen sıcaklık, gerekli sertliği ve temas yorulması performansını korumalıdır. Küçük bir 52100 bileziği tuz banyosunda hızla ısıl dengeye ulaşabilir ve önemli bir dönüşüm gerçekleşmeden önce tüm kesitin beynitik alana girmesine olanak sağlayabilir. Daha büyük bir bilezik, makara veya rulman bileziği çok daha yavaş bir merkez tepkisine sahip olabilir. Yüzey dönüşmeye başlarken çekirdek hâlâ farklı bir sıcaklık aralığından geçerek soğuyor olabilir. Bu nedenle bekletme süresi yalnızca çapa göre seçilemez; en yavaş ilgili bölgeyle ilişkilendirilmeli ve sertlik, metalografik inceleme, boyutsal ölçüm ve gerektiğinde kalıntı östenit analiziyle doğrulanmalıdır. ### Karbürlenmiş AISI 8620, 8822 ve 4320 Karbürlenmiş düşük alaşımlı çelikler, iki bölgeli bir sorun ortaya çıkarır. Karbürleme yüzeydeki karbon içeriğini artırırken çekirdeği daha düşük karbon düzeyinde bırakır. Bu nedenle sementasyon tabakası çekirdeğe göre daha yüksek sertleşebilirliğe ve daha büyük martenzit potansiyeline sahiptir; ancak her iki bölge de birbiriyle uyumlu bir ısıl çevrimi izlemelidir. Karbon gradyanları martenzit başlangıç sıcaklığını da değiştirir: yüksek karbonlu sementasyon tabakasında martenzitik dönüşüm genellikle düşük karbonlu çekirdeğe göre daha düşük bir sıcaklıkta başlar. Dönüşüm, kesitin her yerinde eşzamanlı gerçekleşmez. Karbürlenmiş AISI 8620, AISI 8822 ve AISI 4320 üzerine bildirilen araştırmada 260, 288 ve 304 °C östemperleme sıcaklıkları kullanılmıştır. Bu deneylerde karbürlenmiş ve östemperlenmiş numuneler, karbürlenmiş, su verilmiş ve temperlenmiş numunelere kıyasla belirgin ölçüde daha az çarpılma göstermiştir. Bu sonuç, genelleştirilmiş bir iddiadan ziyade bir mekanizmayı destekler. Östemperleme, doğrudan su vermenin şiddetli ve düzensiz termal ve dönüşüm şokunu kontrollü bir izotermal dönüşümle değiştirerek sementasyon tabakası ile çekirdek arasındaki genleşme ve büzülme farkını azaltır. Çarpılmayı ortadan kaldırmaz ve bildirilen sonuç başka bir dişli geometrisine, sementasyon tabakası derinliğine, karbürleme potansiyeline veya çelik ergitmesine otomatik olarak uygulanamaz. UNS G86200 olarak tanımlanan AISI 8620, karbürleme sonrasında çekirdek sertleşebilirliğini destekleyen miktarlarda nikel, krom ve molibden içerir. UNS G88220 olarak tanımlanan AISI 8822, 8620’ye göre daha yüksek nikel içeren bir alaşım tasarımına sahiptir ve sementasyon tabakası ile çekirdeğin tepkisi arasında farklı bir denge sağlamak üzere seçilir. UNS G43200 olarak tanımlanan AISI 4320 de nikel-krom-molibden içeren bir karbürleme çeliğidir. Karbon, manganez, nikel, krom ve molibdendeki küçük farklılıklar dönüşümün başlangıç ve bitiş sürelerini değiştirebileceğinden, kesin kimyasal bileşim geçerli spesifikasyondan alınmalıdır. Sementasyon tabakası-çekirdek ilişkisi belirleyicidir. Çekirdeğin yeterli sertleşebilirliği yoksa, karbürlenmiş sementasyon tabakası beynit veya daha sonra martenzit geliştirirken bile transfer ya da bekletme sırasında perlit veya ferrit oluşturabilir. Östemperleme bekletmesi çekirdek için yeterince uzun, ancak seçilen sementasyon tabakası koşulu için aşırı uzunsa, sementasyon tabakasında istenmeyen bir morfoloji veya aşırı kalıntı östenit oluşabilir. Martemperlemede banyo, ısıl dengeleme sırasında ilgili martenzit başlangıç aralığının üzerinde kalmalıdır; havada soğutma sonrasında sementasyon tabakası ve çekirdek farklı sıcaklık aralıklarında dönüşür ve her ikisi de temperlenmelidir. ### Kalınlık, Karbon Gradyanları ve Alaşım Tepkisi Gerçek bir parçada soğuma tek bir eğri izlemez. İnce bir diş, küçük bir pim veya dar bir rulman bileziği banyo sıcaklığına hızla yaklaşabilirken kalın bir dişli taslağının ya da milin merkezi belirgin ölçüde daha sıcak kalabilir. Karıştırma, yük düzeni, banyo sirkülasyonu, yüzey durumu ve fikstürlerle temas da ısı transfer hızını değiştirir. ASM Handbook Volume 4A, martemperleme için östenitleme sıcaklığını, banyo sıcaklığını, bekletme süresini, karıştırmayı ve soğuma hızını kontrol değişkenleri olarak tanımlar. Bu değişkenler yalnızca laboratuvar tekrarlanabilirliği için değil, proses kontrolü için de geçerlidir. Sertleşebilirlik **Sertleşebilirlik** Bir çeliğin belirli bir soğutma koşulu altında belirli bir derinliğe kadar martenzitik yapı oluşturma ve bu yapıyı koruma yeteneği; sertlikle aynı şey değildir. Sertleşebilirlik, çekirdeğin soğuma sırasında istenmeyen dönüşüm ürünlerinden kaçınıp kaçınamayacağını belirler. Sertlikten farklıdır. Sertlik, belirli bir konumda ölçülen direnci tanımlarken sertleşebilirlik, belirli bir soğutma koşulu altında çeliğin martenzitik bir yapı geliştirebildiği derinliği veya kesit kapsamını tanımlar. Manganez, krom, nikel ve molibden gibi alaşım elementleri genellikle perlit ve beynit reaksiyonlarını geciktirerek merkeze amaçlanan dönüşüm alanına ulaşması için daha fazla zaman tanır. Ancak düzgün sonuçları garanti etmezler; çünkü östenit tane boyutu, önceki işlem ve karbon gradyanları da kinetiği etkiler. Östemperlemede en yavaş bölge, soğuma eğrisi üzerinde önce bir perlit burun bölgesini geçmeden beynitik aralığa ulaşmalıdır. Banyo, istenmeyen dönüşümleri bastıracak kadar hızlı ısı uzaklaştırmalı; ancak parça içinde büyük sıcaklık farkları oluşmasını önleyecek kadar da kontrollü olmalıdır. Martemperlemede tüm kesit, iş parçası martenzitik aralıktan geçirilerek soğutulmadan önce martenzit başlangıcının hemen üzerindeki bir sıcaklığa yaklaşmalıdır. Dengeye ulaşmamış kalın bir kesit, çekirdek hâlâ termal olarak büzülürken yüzeyinde dönüşebilir; bu durum iç gerilmeyi ve çarpılmayı artırır. Standartlar bu analizin yerini tutmaz. SAE AMS-H-6875C, *Heat Treatment of Steel Raw Materials*, dört çelik sınıfını kapsar ve belirtildiğinde östemperleme, ausbay su verme ve martemperlemeye izin verir. Bu nedenle spesifikasyon, teknik resim, çelik kalitesi, kesit boyutu ve onaylı prosedür birlikte değerlendirilmelidir. Doğrulama; karbürlenmiş parçalar için sementasyon tabakası derinliği ölçümünü, çekirdek ve yüzey sertliğini, birden fazla konumda mikroyapı incelemesini, boyutsal kontrolü ve uygulamanın gerektirdiği durumlarda kalıntı östenit veya su verme çatlağı kontrollerini içermelidir. Bir banyo etiketi, merkezin gerekli dönüşüm çevrimini izlediğini kanıtlayamaz. ## Spesifikasyon Çerçevesi: AMS-H-6875C ve Proses Dokümantasyonu SAE AMS-H-6875C, *Çelik Ham Maddelerin Isıl İşlemi*, dört çelik sınıfı için ısıl işlem gerekliliklerini belirler. Önemi prosedüre ilişkindir: Doküman, ilgili malzeme veya parça spesifikasyonunda bu çevrimlerden biri öngörüldüğünde östemperleme, ausbay söndürme ve martemperlemeye izin verir. Ancak bu izin, her tuz banyosu sıcaklığını, transfer gecikmesini, bekletme süresini veya soğutma uygulamasını onaylamaz. Alıcı, tasarım yetkilisi veya kontrol edici malzeme spesifikasyonu, gerekli çevrimi ve kabul kriterlerini yine de tanımlamalıdır. Bu ayrım önemlidir; çünkü bu prosesler aynı dönüşüm ürünlerini oluşturmaz. Östemperlemede östenitlenmiş çelik, beynitin oluşabileceği bir sıcaklık aralığına hızla soğutulur ve gerekli östenit-beynit dönüşümü büyük ölçüde tamamlanıncaya kadar bu sıcaklıkta bekletilir. AISI 52100 üzerine 2013 yılında gerçekleştirilen bir çalışmada, östemperleme ortamının beynit oluşuncaya kadar yaklaşık 200–400 °C arasında tutulduğu bildirilmiştir. Kesin aralık; çeliğin kimyasına, kesit boyutuna, sertleşebilirliğine ve istenen beynit morfolojisine bağlıdır. Martemperlemenin amacı farklıdır. İş parçası, genellikle Ms ile gösterilen martenzit başlangıç sıcaklığının hemen üzerinde tutulan yağ veya ergimiş tuz içine daldırılır ve yalnızca kesit boyunca sıcaklığın eşitlenmesi için gereken süre kadar burada bekletilir. Ardından, çoğu zaman havada, martenzitik aralık boyunca soğutulur. Martenzit, eşitleme bekletmesi sırasında değil, sonraki soğutma sırasında oluşur. Kullanımdan önce temperleme gereklidir; çünkü su verme sonrası martenzit yüksek artık gerilim içerir ve aşırı gevrek olabilir. ASM International’ın 2013 tarihli *ASM Handbook Volume 4A* yayını, östenitleme sıcaklığını, banyo sıcaklığını, bekletme süresini, karıştırmayı ve soğuma hızını martemperleme için kontrol edilen değişkenler olarak tanımlar. Ausbay söndürme de tanımlanmış bir kesintili söndürme yöntemidir; ancak izin verilen kullanımı östemperlemenin eş anlamlısı olarak değerlendirilmemelidir. Bu ad, söndürme yolunu ve banyo düzenini tanımlar; oluşan fazlar ise çeliğin dönüşüm kinetiğine ve gerçek zaman-sıcaklık geçmişine bağlıdır. Bu nedenle bir proses dokümanı, amaçlanan yapının beynit mi, ısıl eşitleme sonrasında oluşan martenzit mi, yoksa kontrol edici spesifikasyonun izin verdiği başka bir sonuç mu olduğunu belirtmelidir. ### AMS-H-6875C’nin kapsamı AMS-H-6875C, her kalite ve geometri için evrensel bir reçete sunmak yerine, çelik ham maddelerin ısıl işlemine yönelik genel bir çerçeve sağlar. Isıtma, östenitleme, söndürme, soğutma, temperleme ve muayene gibi işlemlerle ilişkili gereklilikleri ele alır. Doküman dört çelik sınıfını kapsar ve bunlar, geçerli mühendislik veya malzeme gerekliliğinde belirtildiğinde üç alternatif çevrime—östemperleme, ausbay söndürme ve martemperleme—izin verir. Bu ifade önemlidir. Bir standart, bir prosesi tanıyabilir; ancak bu durum prosesi belirli bir parça için kabul edilebilir hâle getirmez. Örneğin düşük alaşımlı bir sementasyon çeliği, belirli bir kesit kalınlığında beynitik bir çekirdek oluşturmak için yeterli sertleşebilirliğe sahip olabilirken başka bir kaliteye ait daha büyük bir kesit aynı banyo bekletmesi sırasında tamamen dönüşmeyebilir. SAE 2013-01-0949 çalışmasında, AISI 8620, AISI 8822 ve AISI 4320 sementasyon uygulanmış numunelerinde, geleneksel sementasyon, söndürme ve temperlemeye kıyasla östemperleme sonrasında belirgin ölçüde daha az deformasyon görülmüştür. Deneylerde 260, 288 ve 304 °C östemperleme sıcaklıkları kullanılmıştır. Bu sonuçlar, test edilen koşullar için bir proses seçimini destekler; ancak bu sıcaklıkları her bileşen için geçerli kılmaz. Bu nedenle AMS-H-6875C’ye atıfta bulunan bir spesifikasyon; malzeme tanımını ve durumunu, izin verilen ısıl işlem yöntemini ve ilave gereklilikleri tanımlamalıdır. Kalite kimyası; beynitik dönüşümün başlangıç ve bitişini, Ms sıcaklığını, sertleşebilirliği, kalıntı östenit davranışını ve temperleme tepkisini kontrol eder. Kesit kalınlığı ve şekli ise sıcaklık gradyanını ve çekirdeğin banyo içine alınan yüzeyi takip etmesi için gereken süreyi belirler. ### Östemperleme, ausbay söndürme veya martemperlemeye ne zaman izin verilir? Östemperlemeye yalnızca geçerli spesifikasyon bunu açıkça seçtiğinde veya alternatif bir yöntem olarak kabul ettiğinde izin verilir. Bekletme süresi, yeterlilik çalışmalarıyla veya doğrulanmış bir zaman-sıcaklık prosedürüyle belirlenen gerekli beynitik dönüşüm için yeterli olmalıdır. Erken sonlandırma, beynit ile birlikte martenzit ve kalıntı östenit kalmasına yol açabilir. Orta karbonlu düşük alaşımlı çelikte kısa süreli, düşük sıcaklıklı östemperleme üzerine 2020 yılında gerçekleştirilen bir çalışmada, nano-beynit, martenzit ve kalıntı östenitin birlikte bulunduğu bildirilmiştir; aşınma katsayıları, söz konusu çalışmanın test koşullarında söndürülmüş martenzitik çeliğe kıyasla %50’ye varan oranlarda daha düşük olmuştur. Bu karma yapı, yalnızca “östemperlenmiş” ifadesinin neden yeterli bir kabul beyanı olmadığını gösterir. Martemperlemeye, kontrol edici gereklilik termal ve dönüşüm gerilmelerini azaltmak amacıyla kesintili söndürme öngördüğünde izin verilir. Eşitleme aşamasında banyo Ms sıcaklığının üzerinde kalmalı ve bekletme, bu yapıya izin verilmediği sürece, amaçlanmayan bir beynitik dönüşüm aralığına taşmamalıdır. Martenzit oluşum sıcaklık aralığı üzerine 1946 yılında gerçekleştirilen çalışmada temel amaç şöyle açıklanmıştır: martenzit oluşum aralığının hemen üzerindeki sıcaklığa kadar soğutmak, sıcaklığı eşitlemek ve ardından bu aralık boyunca daha yavaş soğutmak. Çatlama ve deformasyon azaltılabilir; ancak sertlik yine de martenzitik dönüşümün tamamlanmasına, çeliğin sertleşebilirliğine ve sonraki temperlemeye bağlıdır. Ausbay söndürme de aynı şekilde belirli bir spesifikasyona ve kontrol edilen banyo koşullarına bağlanmalıdır. Tek başına proses adı faz bileşimini tanımlamaz. Örneğin Ms sıcaklığının altındaki bir banyo, daldırma sırasında martenzit oluşumunu başlatabilirken Ms sıcaklığının üzerindeki bir banyo, geleneksel martemperlemeyle ilişkili eşitleme ilkesini destekler. Spesifikasyon bu farkı açıkça ortaya koymalıdır. ### Bir proses spesifikasyonu neleri tanımlamalıdır? Kullanılabilir bir proses spesifikasyonu, ürün biçimi, önceki durumu ve ilgili olduğu durumlarda sementasyon uygulanmış veya dekarbürize edilmiş olma durumu dâhil olmak üzere, kesin çelik kalitesi ve standart tanımıyla başlamalıdır. Ardından seçilen yöntemi—östemperleme, ausbay söndürme, martemperleme veya geleneksel söndürme ve temperlemeyi—belirlemelidir. Östenitleme talimatı, kontrollü olduğu durumlarda fırın tipini veya atmosferini, hedef sıcaklığı, izin verilen aralığı, ısıtma yöntemini ve bekletme ya da eşitleme süresini belirtmelidir. “Östenitlemek üzere ısıt” ifadesi üretim kontrolü için yetersizdir. Doküman, sürenin fırının yeniden hedef sıcaklığa ulaşmasından sonra mı, yükün eşitlenmesinden sonra mı, yoksa yükleme anından itibaren mi ölçüleceğini belirtmelidir. Banyo gereklilikleri de aynı ölçüde kesin olmalıdır. Bunlar; yağ, nitrat/nitrit tuzu, su bazlı polimer veya onaylanmış başka bir ortam olmak üzere ortamı; işletme sıcaklığını; izin verilen değişimi; ilgili olduğu durumlarda banyo hacmini veya yükleme oranını; karıştırma yönünü ve şiddetini; ayrıca izleme sıklığını tanımlamalıdır. Ca(NO₃)₂–KNO₃ ergimiş tuz karışımlarının kullanıldığı 2024 tarihli bir ACS Omega çalışması, beynitik bekletme ile Ms sıcaklığının hemen üzerindeki kısa süreli bekletmenin oluşturduğu farklı dönüşüm yollarını vurgulamıştır. Bu nedenle tuz kimyası yalnızca bir kap ayrıntısı değil, proses değişkenidir. Fırından banyoya transfer süresi için, ölçüm noktaları tanımlanmış bir azami değer bulunmalıdır. Spesifikasyon ayrıca daldırma yönünü, giriş sırasında karıştırmayı, banyoda bekletme süresini ve bu bekletmenin sona erdirilme kriterini belirtmelidir. Östemperleme için bu süre, gerekli beynit oranını elde etmeye yeterli olduğu yeterlilik çalışmalarıyla belirlenmiş bir süre olabilir. Martemperleme için ise genellikle, kabul edilemez beynit oluşumuna izin vermeden sıcaklık eşitlemesi sağlamak için gereken süredir. Bekletme sonrasındaki soğutma tanımlanmalıdır: havada, durgun havada, zorlanmış hava ile veya onaylanmış başka bir yöntemle; ayrıca parçanın banyodan çıkarılacağı sıcaklık da belirtilmelidir. Temperleme gereklilikleri; söndürme sonrasındaki asgari bekleme süresini, temperleme sıcaklığını, sıcaklıkta bekletme süresini, çevrim sayısını, fırın homojenliğini ve soğutma yöntemini belirtmelidir. Martemperlenmiş çelik, belirtilen temperleme uygulanmadan kullanıma alınmamalıdır. Son olarak kabul, ölçülebilir olmalıdır. Doküman; sertlik ölçüm konumlarını ve sınırlarını, izin verilen sertlik değişimini, gerekli mikroyapıyı ve bulunması yasak bileşenleri, ilgili olduğu durumlarda kalıntı östenit sınırlarını, yüzey durumunu ve boyutsal kabul kriterlerini tanımlamalıdır. Deformasyon ölçümleri için referans noktaları, cihazlar, numune alma sıklığı ve izin verilen azami değişim belirtilmelidir. Yeterlilik kayıtları; fırın çizelgelerini, banyo sıcaklığı kayıtlarını, transfer süresi günlüklerini, sertlik sonuçlarını, metalografik incelemeleri ve boyutsal raporları parti ve kesin kaliteyle ilişkilendirmelidir. Bu kayıt olmadan, nominal olarak izin verilen bir çevrim, uygunluğa ilişkin kanıt olmaktan ziyade kontrol edilmeyen bir proses olarak kalır. ## Bir Çevrimin Tasarlanması: Dönüşüm Verilerinden Üretim Parametrelerine Sağlam bir çevrim, alışılmış bir banyo sıcaklığıyla değil, çelik ve parça ile başlar. Çelik kalitesini, kimyasal bileşimi, önceki ısıl işlemi, kesit kalınlığını, şekli, yüzey durumunu ve gerekli özellikleri kaydedin. AISI 52100 rulman çeliği, sementasyon uygulanmış AISI 8620 ve orta karbonlu düşük alaşımlı çelik, parçaları aynı tuz tankına sığsa bile aynı dönüşüm kinetiğine sahip değildir. Önceki durum da önemlidir: iri eski östenit taneleri, çözünmemiş karbürler, sementasyon tabakası derinliği ve segregasyon; sertleşebilirliği, dönüşüm süresini ve boyutsal davranışı değiştirebilir. Elde edilmesi gereken faz ürünü, yönü belirler. Östemperleme, çeliği beynitin oluştuğu bir sıcaklık aralığına getirmeli ve ardından seçilen östenit hacmi dönüşünceye kadar bekletmelidir. Martemperleme ise soğutmayı martensit başlangıç sıcaklığının hemen üzerinde keser, kesit boyunca sıcaklığı eşitler ve daha sonra kontrollü soğutma sırasında martensitin oluşmasına izin verir. Bu yöntemde kullanım öncesinde menevişleme gerekir. Yalnızca banyo adı, uygulanan işlemi tanımlamaz. Dönüşüm verileri; martensit başlangıç sıcaklığını, martensit bitiş aralığını, beynit başlangıç sıcaklığını ve perlit ya da ferrit oluşumunu önlemek için gereken süreyi ortaya koymalıdır. Sürekli soğuma dönüşümü ve zaman-sıcaklık-dönüşüm diyagramları ilk tahmini sağlar; ancak bunlar, gerçek kalite ve durum üzerinde yapılacak denemelerin yerini tutmaz. Karbon içeriği, alaşım elementleri, östenit tane boyutu ve sementasyon tabakasının kimyasal bileşimi eğrilerin konumunu değiştirir. Proses tasarımcısı daha sonra dönüşüm penceresini banyo, yük, transfer süresi ve parça geometrisiyle eşleştirir. ASM Handbook Volume 4A (2013), martemperleme için östenitleme sıcaklığını, banyo sıcaklığını, bekletme süresini, karıştırmayı ve soğuma hızını kontrol değişkenleri olarak tanımlar. Bu değişkenler birbiriyle etkileşim içindedir. Küçük bir numune için uygun olan banyo sıcaklığı, ağır bir yük tanka girdiğinde yetersiz kalabilir; çünkü yük, ısıyı banyo ısıtıcılarının geri kazandırabileceğinden daha hızlı çeker. Bu nedenle çevrim programı yalnızca fırın ve banyo ayar noktalarından değil, ölçülen parça sıcaklıkları ile sıcaklık geri kazanım sınırlarından oluşmalıdır. ### Östenitleme koşulunun seçilmesi Östenitleme sıcaklığını çelik spesifikasyonuna, faz dengesi bilgilerine ve hedeflenen mikroyapıya göre seçin. Gerekli sertleşebilirliği sağlamak için yeterli miktarda karbon ve alaşım elementinin çözünmesi gerekir; ancak aşırı sıcaklık veya süre, eski östenit tanelerini büyütebilir, kalıntı östeniti artırabilir, oksidasyonu teşvik edebilir ve deformasyonu kötüleştirebilir. Sementasyon uygulanmış parçalarda çekirdek ve tabaka ayrı ayrı değerlendirilmelidir. Tabaka, çekirdekten çok daha fazla karbon içerebilir; bu nedenle martensit başlangıç sıcaklığı ve kalıntı östenit davranışı belirgin biçimde farklı olabilir. Östenitleme süresi, kesit boyutuna ve fırının ısınma davranışına göre belirlenmelidir. Bekletme süresi, fırın göstergesinin değil, ilgili en soğuk noktanın belirlenen sıcaklığa ulaşmasıyla başlamalıdır. Fırın ayar noktası, tek bir konumdaki hava veya kontrol sensörü sıcaklığıdır. Yükleme sırasında çelik sıcaklığı bu değerin gerisinde kalır; sıcaklık geri kazanımı sırasında ise bu değeri aşabilir veya altında kalabilir. Işınım, fikstürlerle temas, parçalar arasındaki mesafe ve fırın sirkülasyonu ilave sıcaklık farkları oluşturur. Temsili bir parçaya bağlanan termokupl, genellikle gecikmeli bir yükselişin ardından transfer sonrasında geçici bir sıcaklık aşımı veya düşüşü gösterir. Önceki durum, gereken süreyi belirler. Küreselleştirilmiş AISI 52100, normalize edilmiş düşük alaşımlı çelik ve sementasyon uygulanmış AISI 8620, aynı nominal sıcaklıkta bile farklı çözündürme süreleri gerektirebilir. Aşırı bekletme, korunması amaçlanan karbürleri çözebilir; yetersiz bekletme ise kesit boyunca kimyasal farklılık bırakır. Östenitlenmiş numuneler üzerinde yapılan metalografik inceleme, üretim çevrimi kesinleştirilmeden önce karbür çözünmesini ve tane boyutunu doğrulayabilir. Martemperlemede östenitleme koşulu, dönüşüm ve menevişleme sonrasında belirtilen sertliği sağlayacak kadar östenit oluşturmalıdır. Östemperlemede ise, beynit başlangıç sıcaklığını veya kuluçka süresini banyonun çalışma aralığının dışına iten bir östenit kimyasından ve tane boyutundan kaçınılmalıdır. Seçim bir uzlaşmadır; ancak genel bir “şu sıcaklığa ısıt” değerinden değil, dönüşüm kanıtlarından hareketle yapılmalıdır. ### Banyo sıcaklığının ve bekletme süresinin seçilmesi Östemperleme banyosu sıcaklığını, çelik için belirlenmiş beynitik dönüşüm aralığı içinde seçin. AISI 52100, çalışmalarda yaklaşık 200–400 °C arasında tutulan ortamlarda östemperlenmiş ve bekletme, beynit oluşuncaya kadar sürdürülmüştür; bu aralık geniş bir referanstır, evrensel bir üretim aralığı değildir. 2024 tarihli bir ACS Omega çalışması da östemperlemeyi, östenitlenmiş çeliğin östenit beynite dönüşünceye kadar beynitik dönüşüm sıcaklığında bekletilmesi olarak tanımlar. Gerekli bekletme süresi izotermal dönüşüm diyagramından okunabilir; ancak diyagramdaki numune boyutu ve önceki durum parçadan farklı olabileceğinden, sonuç sertlik ve metalografiyle doğrulanmalıdır. Östemperleme sıcaklığı; dönüşüm hızı, beynit morfolojisi, sertlik ve kalıntı östenit arasındaki dengeyi değiştirir. Daha düşük sıcaklıklar genellikle kuluçka ve dönüşüm sürelerini uzatır ve daha ince beynitik yapılar oluşturabilir; daha yüksek sıcaklıklar çevrimi kısaltır, ancak daha kaba beynit ve farklı bir sertlik davranışı meydana getirebilir. Kısa süreli, düşük sıcaklıklı östemperlemeyi inceleyen 2020 tarihli bir çalışma; nano-beynit, martensit ve kalıntı östenit bildirmiş, aşınma katsayılarının su verilmiş martensitik çeliğe göre %50’ye kadar daha düşük olduğunu göstermiştir. Bu sonuç, incelenen çelik ve çevrime özgüdür; her kaliteye aktarılamaz. Martemperleme banyo sıcaklığı, eşitleme sırasında erken martensit oluşumunu önleyecek yeterli bir pay bırakılarak martensit başlangıç sıcaklığının hemen üzerinde ayarlanır. İş parçası, kesit boyunca sıcaklıklar birbirine yaklaşıncaya kadar banyoda tutulur. Daha sonra martensitik aralık boyunca havada soğutulmak üzere banyodan çıkarılır ve ardından menevişlenir. Bu sıcaklıkta çok uzun süre bekletme, çeliğe bağlı olarak beynit veya başka dönüşümlerin oluşmasına izin verebilir. Modifiye martemperlemede banyo kasıtlı olarak martensit başlangıç sıcaklığının altına ayarlanır ve bu farklı bir çevrimdir; dolayısıyla ayrım yazılı proses spesifikasyonunda açıkça yer almalıdır. Banyo kapasitesi yalnızca tank hacminden ibaret değildir. Sıcaklık homojenliğini, karıştırmayı, sirkülasyonu, termal geri kazanımı ve izin verilen yük/banyo kütle oranını ölçün. Ca(NO₃)₂–KNO₃ esaslı tuz banyosu, yağ veya başka bir ortam; viskozitesine, ısıl iletkenliğine, hareketine ve çalışma sıcaklığına bağlı olarak ısı transfer eder. Büyük veya sıkı yerleştirilmiş bir yük tanka girdiğinde banyo sıcaklığı düşebilir ve geri kazanım yavaş olabilir. Çelik, banyo sıcaklığı yeniden eski haline gelmeden önce perlit başlangıç bölgesinden geçerse hedeflenen faz dengesi kaybolur. Yükleme sonrasında ulaşılan minimum banyo sıcaklığını ve kontrol bandına dönmek için gereken süreyi kaydedin. Bekletme süresi sayacı, rafın banyoya girdiği anda değil, parça hedef sıcaklığa ulaştığında başlatılmalıdır. Kalın kesitlerde bunun için çekirdek termokuplu veya doğrulanmış bir zaman ilişkisi kullanılmalıdır. İnce kenarlar, çekirdek hâlâ ısınırken dönüşmeye başlamış olabilir; bu nedenle kesit boyutu sınırları ve transfer süreleri prosedürde yer almalıdır. ### Termokupl, numune ve kesintili denemelerin kullanılması Termokuplları dönüşümü belirleyen konumlara yerleştirin: en kalın kesitin merkezine, ince bir kenara, banyoya maruz kalan bir yüzeye ve mümkün olduğunda sementasyon uygulanmış parçalarda hem tabakaya hem de çekirdeğe. Fırın ve banyoya dayanabilecek teller ve bağlantı yöntemleri kullanın; kalibrasyonu çalışma aralığı boyunca doğrulayın. Kaydedilen sıcaklık izi; fırında ısıtmayı, östenitlemeyi, transferi, banyoya girişi, sıcaklık eşitlemesini, banyodan çıkarmayı, havada soğutmayı ve menevişlemeyi göstermelidir. Çevrimi doğrulayan, fırın ayar noktası değil, parçanın sıcaklık izidir. Numuneler üretim malzemesini, önceki durumu, kesit kalınlığını ve yüzey kimyasını temsil etmelidir. Basit, ince bir numune çok hızlı tepki verebilir ve banyo kapasitesinin yeterli olduğu yönünde yanlış bir izlenim oluşturabilir. Kademeli kesitli bir numune veya üretim şeklinde hazırlanmış bir tanık parça, yüzey ile çekirdek arasındaki ısıl gecikmeyi ortaya çıkarabilir. Yeterlilik çalışmaları sırasında numuneleri en soğuk, en sıkışık ve en temsili yük konumlarına yerleştirin. Kesintili denemeler dönüşüm kanıtı sağlar. Numuneleri çeşitli bekletme sürelerinin ardından çıkarın, tanımlanmış bir yöntemle su verin veya soğutun ve parlatılmış kesitleri beynit, martensit, perlit, karbürler ve kalıntı östenit açısından inceleyin. Sertliği yüzeyden merkeze ve farklı yönlerde ölçün. Sertlik haritalaması, tek bir Rockwell ölçümünün ortaya çıkaramayacağı yumuşak bir çekirdeği, aşırı dönüşmüş bir kenarı veya tabaka derinliği değişikliklerini gösterebilir. Boyutsal ölçümler bu testlere eşlik etmelidir; ancak onların yerini tutamaz. Çapı, düzlük derecesini, salgıyı, uzunluğu ve deformasyonu ısıl işlem öncesinde ve sonrasında kontrollü sıcaklıklarda kaydedin. 2013 tarihli bir SAE çalışmasında, sementasyon uygulanmış AISI 8620, 8822 ve 4320 numuneleri; 260, 288 ve 304 °C östemperleme sıcaklıkları kullanıldığında, sementasyonun ardından gelen geleneksel su verme ve menevişlemeye kıyasla östemperleme sonrasında belirgin biçimde daha az deformasyon göstermiştir. Bu sonuç proses mantığını destekler; her geometri için genel bir garanti oluşturmaz. Son olarak metalografiyi, sertlik haritalamasını, gerekli durumlarda kalıntı östenit ölçümlerini ve boyutsal verileri geçerli spesifikasyonla karşılaştırın. SAE AMS-H-6875C (2020), dört çelik sınıfını kapsar ve belirtildiği durumlarda östemperleme, ausbay su verme ve martemperlemeye izin verir. Onaylanan çevrimde kalite ve durum, östenitleme aralığı, transfer sınırı, banyo sıcaklığı ve geri kazanım gerekliliği, eşitleme veya dönüşüm kriteri, soğutma yöntemi, menevişleme işlemi ve muayene kanıtları belirtilmelidir. Bu düzeyde bir tanımlama, dönüşüm verilerini tekrarlanabilir üretim parametrelerine dönüştürür. ## Hata Türleri ve Tanısal Metalografi Kusurlu bir ısıl işlem görmüş parça, yalnızca banyo adına göre değil, dönüşüm yolu incelenerek teşhis edilmelidir. Östemperleme, östenitlenmiş çeliğin beynitin oluşacağı bir beynitik dönüşüm sıcaklığında tutulmasını amaçlar. Martemperleme ise farklıdır: Parça, martenzit başlangıç sıcaklığının hemen üzerindeki bir sıcaklığa kadar su verilir; kesitin sıcaklığının yaklaşık olarak homojenleşmesi için yalnızca yeterli süre tutulur ve ardından soğutularak temperleme öncesinde martenzit oluşması sağlanır. Yanlış konumda veya yanlış miktarda bulunan bir faz, genellikle proses programı, ısı transferi ya da sertleşebilirlik sorununa işaret eder. ### İstenmeyen Bir Aşamada Oluşan Perlit veya Beynit Östemperlenmiş bir parçada perlit bulunması, genellikle östenitin bir bölümünün planlanan beynitik bekletmeden önce perlit dönüşüm aralığına girdiğini gösterir. Yaygın neden, östenitleme fırınından tuz veya yağ banyosuna geçiş hızının yetersiz olmasıdır. Havada uzun süreli transfer, yüklemenin aşırı sıkışık yapılması veya parçanın banyoya indirilmesi sırasında yaşanan gecikme, yüzeyde dönüşüm başlamasına neden olabilir. Fırın sıcaklığı doğru olsa bile parça yine de başarısız olabilir; çünkü yüzey, perlit başlangıç eğrisini çoktan geçmiş olabilir. Banyonun yetersiz kontrolü de aynı sonucu doğurur. Dolaşımı zayıf bir tuz banyosunda, aşırı parça yüklemesi veya yanlış kalibre edilmiş bir termokupl nedeniyle belirtilen sıcaklığın altında kalan yerel bölgeler bulunabilir. Soğuk bir bölgeye giren ilk parçalar, amaçlanan östemperleme sıcaklığına ulaşmadan önce perlit oluşturabilir. 2013 tarihli AISI 52100 çalışması, parçanın beynit oluşana kadar tutulduğu, yaklaşık 200–400 °C arasındaki östemperleme işlemini tanımlamaktadır; ancak bu aralık, çeliğin dönüşüm kinetiği kontrol edilmeden içindeki herhangi bir sıcaklığın seçilebileceği anlamına gelmez. Karbon içeriği, alaşım ilaveleri, östenit tane boyutu ve kesit kalınlığı, perlit başlamadan önce kullanılabilecek süreyi değiştirir. Metalografik olarak perlit, uygun büyütmede çoğunlukla lamelli bir görünüm sergileyen ferrit ve sementit kolonileri şeklinde görülür. Yüzeye yakın iri perlit, yavaş girişe veya yüzeyin soğumasına işaret ederken kesit boyunca uzanan bir bant ya da izole bir bölge, banyo sıcaklığının homojen olmadığını veya parçanın fikstürlerle temas ettiğini düşündürür. Sertlik haritalaması sonucu ortaya çıkarabilir: Perlitik bölgeler, tamamen beynitik veya martenzitik bölgelere göre belirgin biçimde daha yumuşaktır. Yüzeyden merkeze kadar uzanan enine bir kesiti inceleyin ve tek bir parlatılmış alana güvenmek yerine bileşenin çevresindeki çeşitli konumları karşılaştırın. Martenzit oluşturması amaçlanan bir proses programında da beynit oluşabilir. Standart martemperlemede martenzit başlangıcının, yani Ms’nin üzerindeki bekletme süresi sıcaklık eşitlemesi içindir; bu süre bir beynitik dönüşüm bekletmesi değildir. Aşırı uzun bekletme, beynit aralığında bulunan bir banyo sıcaklığı veya bu aralık içinden yavaş soğuma, martenzit gelişmeden önce beynit oluşmasına izin verir. Ortaya çıkan yapı, bitişik bölgelerde üst beynit, alt beynit ve martenzit içerebilir. 2024 tarihli ACS Omega çalışması proses ayrımını açıkça ortaya koymaktadır: Östemperlemede çelik, östenit dönüşene kadar beynitik dönüşüm sıcaklığında tutulurken martemperlemede Ms’nin hemen üzerinde kısa süre tutulur ve ardından havada soğutulur. Çeliğin kimyasını suçlamadan önce banyo kayıtları kontrol edilmelidir. ASM Handbook Cilt 4A, martemperleme için östenitleme sıcaklığı, banyo sıcaklığı, bekletme süresi, karıştırma ve soğuma hızını kontrol değişkenleri olarak tanımlar. Aynı değişkenler, bir östemperleme işleminin amaçlanan faz alanına ulaşıp ulaşmadığını da etkiler. Arızalı bir termokupl, aşırı yüklenmiş bir tank veya yetersiz karıştırma, mikroyapıyı küçük bir kimyasal bileşim farklılığından daha doğrudan açıklayabilir. ### Eksik Dönüşüm ve Kalıntı Östenit Kalıntı östenit, östenitin soğutma veya bekletme sırasında amaçlanan dönüşümünü tamamlamaması sonucu oluşur. Martemperlenmiş bir parçada östenitin, sonraki kontrollü soğutma sırasında büyük ölçüde martenzite dönüşmesi gerekir; ancak dönüşen miktar karbon içeriğine, alaşımlamaya, soğuma hızına ve ulaşılan son sıcaklığa bağlıdır. Özellikle sementasyon uygulanmış çeliklerde yüksek karbonlu sementasyon tabakası bölgeleri, düşük karbonlu çekirdeğe göre genellikle daha düşük Ms ve Mf sıcaklıklarına sahiptir. Bu nedenle aynı soğutma çevriminden sonra daha fazla östenit tutabilirler. Östemperlemenin hata türü farklıdır. Bekletme, beynitik reaksiyon tamamlanmadan sona ererse dönüşmemiş östenit kalır ve soğutma, kullanım veya taşlama sırasında daha sonra martenzite dönüşebilir. Bu durum, planlanan ağırlıklı olarak beynitik yapı yerine beynit–martenzit–kalıntı östenit karışımından oluşan bir yapı meydana getirir. Orta karbonlu, düşük alaşımlı çelikte kısa süreli düşük sıcaklık östemperlemesini inceleyen 2020 tarihli çalışma, nano-beynit, martenzit ve kalıntı östenitin birlikte bulunduğunu bildirmiştir; bildirilen, su verilmiş martenzitik çeliğe göre %50’ye varan aşınma katsayısı azalması, incelenen malzeme ve proses programı için geçerlidir, kısmen dönüşmüş her parça için genellenemez. Kalıntı östenit yalnızca sertlik ölçümüyle güvenilir biçimde belirlenemez. Sertlik değerini düşürecek kadar yumuşak olabilir; ancak ölçüm sırasında gerinim etkisiyle gerçekleşen dönüşüm, görünen değeri yükseltebilir. İlk tarama için nital dağlaması sonrasında optik metalografi kullanın; ardından gerekli durumlarda önemli miktarları X-ışını kırınımı, manyetik yöntemler veya kantitatif görüntü analiziyle doğrulayın. Kalıntı östenit, taze ve temperlenmemiş martenzite dönüşebileceğinden boyutsal değişim, gecikmeli çatlama veya kullanım sırasında büyüme belirtilerini inceleyin. Sementasyon uygulanmış bileşenlerde sementasyon tabakası ile çekirdeği ayrı ayrı inceleyin. Tabakadan çekirdeğe alınan sertlik taraması, gözlenen fazlarla birlikte grafik üzerinde gösterilmelidir. Kalıntı östenit içeren sert bir tabaka ile daha yumuşak beynitik veya perlitik bir çekirdek, mutlaka kusurlu bir çelik ısısına değil, farklı yerel dönüşüm tepkilerine işaret eder. Buna karşılık, her iki bölgede de martenzitin bulunmadığı ve sertliğin homojen olarak düşük olduğu bir yapı; yetersiz östenitlemeye, aşırı transfer gecikmesine, yetersiz su verme şiddetine veya hatalı banyo sıcaklığına işaret eder. ### Çatlaklar, Yumuşak Bölgeler, Çarpılma ve Karışık Mikroyapılar Çatlaklar genellikle dönüşüm gerilmesi, ısıl gerilme, keskin geometri, artık gerilme ve aşırı sertliğin birlikte etkisiyle oluşur. Martemperleme, martenzit oluşmadan önce yüzey ile çekirdek arasındaki sıcaklık farkını azaltır; bu nedenle doğrudan su vermeye kıyasla çatlama ve çarpılmayı azaltabilir, ancak temperleme gereğini ortadan kaldırmaz. ASM’nin 2020 Heat Treating Subject Guide yayını, martemperlenmiş çeliğin kullanımdan önce temperlenmesi gerektiğini belirtir. Özellikle sementasyon tabakasındaki temperlenmemiş martenzit, taşlama veya uygulanan yük altında çatlamaya karşı duyarlılığını korur. Çatlak yüzeylerini ve parlatılmış kesitleri ayrı ayrı inceleyin. Su verme çatlakları çoğunlukla önceki östenit tane sınırlarını izler veya köşelerden, kama yuvalarından ve kesitin ani değiştiği bölgelerden içeri doğru uzanır. Taşlama çatlakları genellikle sığdır ve taşlama yönüyle hizalanır. Sıvı penetrant testi yüzeye açılan çatlakların yerini belirleyebilir; metalografi ise çatlakta oksit, dekarbürizasyon veya çatlak kenarlarında taze martenzit bulunup bulunmadığını gösterir. Yumuşak bölgeler; yetersiz karıştırma, fikstürlerin koruyucu etkisi, yetersiz banyo dolaşımı, dekarbürizasyon veya kesit boyutu için yetersiz sertleşebilirlik nedeniyle oluşabilir. Çarpılma; düzensiz ısınmayı, asimetrik sementasyonu, homojen olmayan soğumayı ya da ince ve kalın bölgeler arasındaki gecikmiş dönüşümü yansıtabilir. Sementasyon uygulanmış AISI 8620, AISI 8822 ve AISI 4320 üzerine yapılan 2013 tarihli SAE çalışmasında 260, 288 ve 304 °C östemperleme sıcaklıkları kullanılmış ve sementasyon uygulanıp su verilerek temperlenmiş numunelere göre belirgin biçimde daha az çarpılma bulunmuştur; ancak bu sonuçlar geometriye veya yüke özgü çarpılmayı ortadan kaldırmaz. Karışık mikroyapılar, konuma dayalı olarak teşhis edilmelidir. Uygun olduğu durumlarda kenarı, orta yarıçapı, merkezi, diş dibini ve diş tepesini karşılaştırın. Her mikrografı sertlik profili ve zaman–sıcaklık kaydıyla ilişkilendirin. Transfer süresi, banyo sıcaklığı, karıştırma, yükleme, östenitleme ve temperleme doğrulanmadan; kimya, sertleşebilirlik veya malzeme karışması birincil açıklama olarak kabul edilmemelidir. ## Austempering, Martempering ve Geleneksel Su Verme ve Menevişleme İşlemlerinin Karşılaştırılması Bu üç işlem, aynı östenitlenmiş çelikle başlasalar bile önemli ölçüde farklı özellikler sağlayabilir. İşlem adları yalnızca su verme sırasında kullanılan sıvıyı değil, dönüşüm programlarını tanımlar. Yağ, nitrat–nitrit tuzu ve diğer ortamlar birden fazla programda kullanılabilir; belirleyici değişkenler sıcaklık seyri, her sıcaklıkta bekleme süresi ve gerçekleşmesine izin verilen dönüşümdür. ### Dönüşüm yolu ve nihai mikroyapı Geleneksel su verme ve menevişleme işleminde östenitlenmiş çelik, perlit ve beynit oluşumunun büyük bölümünü önleyecek kadar hızlı soğutulur. Östenit, martenzit başlangıç sıcaklığı olan Ms sıcaklığından geçer ve soğuma devam ederken kademeli olarak martenzite dönüşür. Ortaya çıkan martenzit sert ancak yüksek gerilmeli olduğundan, kullanım öncesinde menevişleme uygulanır. Menevişleme, karbon içeren bileşiklerin çökelmesini sağlar, iç gerilmeyi azaltır ve sertlik, dayanım, tokluk ve boyutsal kararlılık arasındaki dengeyi değiştirir. Martempering, temel ürünü değiştirmekten çok bu dizinin zamanlamasını değiştirir. İş parçası, östenitleme sıcaklığından Ms sıcaklığının hemen üzerinde tutulan yağ veya ergimiş tuz banyosuna daldırılarak soğutulur. Yüzey ve çekirdeğin benzer bir sıcaklığa yaklaşması için yalnızca yeterli süre boyunca bu banyoda tutulur. Ardından parça, genellikle havada, martenzit oluşum aralığından geçirilerek soğutulur. Böylece martenzit, kesitin büyük bölümü termal olarak dengelendikten sonra oluşur; yüzey ile çekirdek arasında hâlâ dik bir sıcaklık gradyanı varken oluşmaz. Martempering, menevişleme gereğini ortadan kaldırmaz. ASM International’ın *Heat Treating Subject Guide* (2020) yayını, martempering uygulanmış çeliğin kullanım öncesinde mutlaka menevişlenmesi gerektiğini belirtir. Austempering farklı bir dönüşüm yolu izler. Östenitlenmiş çelik, beynitik dönüşüm aralığı içinde tutulan bir banyoya daldırılarak soğutulur ve östenitin gerekli bölümünün beynite dönüşmesine kadar burada bekletilir. AISI 52100 üzerine 2013 yılında yapılan bir çalışma, yaklaşık 200–400 °C arasında bir austempering aralığı tanımlamakta ve bekleme süresinin beynit oluşana kadar sürdürülmesi gerektiğini belirtmektedir. Karbon içeriğine, alaşım elementlerine, sıcaklığa ve bekleme süresine bağlı olarak ürün üst beynit, alt beynit veya martenzit ve kalıntı östenit içeren bir karışım olabilir. İşlem, basitçe “daha uzun beklemeli martempering” değildir. 2024 tarihli bir *ACS Omega* çalışması, beynitik dönüşüm tamamlanana kadar bekletilen austempering ile havada soğutma öncesinde Ms sıcaklığının üzerinde kısa süreyle sıcaklık eşitlemesi yapılan martempering arasındaki farkı açıkça ortaya koymaktadır. Austempering uygulanmış çelik, daha sonra bir işlem veya stabilizasyon adımı gerektirebilir; ancak tamamen martenzitik su verilmiş çelikte kullanılan menevişleme işleminin aynısına otomatik olarak tabi tutulmaz. Gerekli program, hedeflenen mikroyapıya ve kullanım koşuluna bağlıdır. Düşük sıcaklıkta uygulanan kısa süreli austempering, martenzit ve kalıntı östenit ile birlikte nanobeynit oluşturabilir. Orta karbonlu düşük alaşımlı çelik üzerine 2020 yılında yapılan bir çalışmada, bu yapı, su verilmiş martenzitik çelikte ölçülen değerlerden %50’ye kadar daha düşük aşınma katsayıları sağlamıştır. Bu sonuç, söz konusu deneyde işleme özgü bir avantajı destekler; tüm koşullar için geçerli evrensel bir aşınma sıralaması ortaya koymaz. ### Distorsiyon ve çatlama hedefleri Geleneksel su verme, parçayı boyutsal değişimin iki temel kaynağına maruz bırakır: ısıl büzülme ve dönüşüm gerinimi. Yüzey çekirdekten önce soğuyup dönüştüğünden, kesit boyunca sıcaklık ve faz oranı değişirken parça içinde değişken gerilmeler oluşur. Karmaşık şekiller, keskin köşeler, delikler, ince kesitten kalın kesite geçişler ve sementasyon uygulanmış yüzey tabakaları özellikle hassastır. Gerilmeler sıcak veya dönüşüm hâlindeki malzemenin yerel dayanımını aşarsa çatlama meydana gelebilir. Martempering, martenzit oluşmaya başlamadan önce çeliği Ms sıcaklığının yakınında ancak üzerinde bekleterek ısıl gradyan bileşenini azaltır. Böylece yüzey ve çekirdek daha benzer bir sıcaklık aralığında dönüşür. Martenzit oluşumunun sıcaklık aralığı üzerine 1946 yılında yayımlanan bir makale, bu prensibi martenzitik aralığın hemen üzerine kadar su verme ve ardından yavaş soğutma olarak açıklamış; sertlikten çok az ödün vererek çatlamanın azaltılabileceğini belirtmiştir. İşlem distorsiyonu azaltır; ancak martenzitik dönüşüm hâlâ hacim değişimine ve kalıntı gerilmeye yol açtığından boyutsal kontrolü garanti etmez. Austempering, distorsiyonu farklı bir nedenle azaltabilir. Dönüşümün önemli bir bölümü, sürekli düşen sıcaklık sırasında ilerleyen bir martenzitik cephe yerine, beynit olarak izotermal biçimde gerçekleşir. Beynitin de kendine özgü bir dönüşüm gerinimi vardır ve kalıntı östenit daha sonra işleme veya kullanım sırasında dönüşebilir. Bu nedenle austempering, bir tür distorsiyonu azaltırken dönüşüm eksik veya yetersiz kontrollü olduğunda başka boyutsal kararlılık sorunlarına yol açabilir. \[5\] \[5\] [**Austempering Process for Carburized Low-Alloy Steels**](https://saemobilus.sae.org/papers/austempering-process-carburized-low-alloy-steels-2013-01-0949). SAE International. SAE Technical Paper 2013-01-0949, 2013. Sementasyon uygulanmış düşük alaşımlı çeliklerden elde edilen kanıtlar, geometriye ve malzemeye bağlılığı ortaya koymaktadır. SAE 2013-01-0949 numaralı makale, AISI 8620, AISI 8822 ve AISI 4320 sementasyon çeliklerini 260, 288 ve 304 °C austempering sıcaklıklarında incelemiştir. Deneylerde sementasyon uygulanmış ve austempering işleminden geçirilmiş numuneler, sementasyon uygulanıp su verilmiş ve menevişlenmiş numunelere kıyasla belirgin ölçüde daha az distorsiyon göstermiştir. Bu sonuç, her sementasyon tabakası derinliğine, kesit boyutuna veya fırın ve banyo düzenine otomatik olarak genellenemez. Sertleşebilirlik, perlit oluşmadan önce merkezin hedeflenen dönüşüm aralığına ulaşıp ulaşamayacağını belirler; karıştırma, banyo sıcaklığı, yükleme ve transfer süresi ise gerçek ısıl çevrimi etkiler. ### Karşılaştırmanın teknik açıdan adil olmadığı durumlar Austempering’in martempering veya geleneksel su verme ve menevişlemeye kıyasla daha yüksek sertlik, tokluk, aşınma direnci veya boyutsal kararlılık sağladığı yönündeki bir iddia, dönüşümü belirleyen değişkenler kontrol edilmediği sürece eksiktir. Numunelerde aynı çelik kalitesi kullanılmalıdır; buna aynı ergitme ve kimyasal durum da dahildir. Ayrıca aynı geometri ve kesit kalınlığı, aynı östenitleme sıcaklığı, bekletme süresi, atmosfer ve başlangıç mikroyapısı ile karşılaştırılabilir yüzey durumu, pürüzlülük, dekarbürizasyon ve sementasyon tabakası koşulları sağlanmalıdır. Kabul kriterleri de amaçlanan işleve uygun olmalıdır. Yalnızca Rockwell sertliğinin karşılaştırılması, çatlama hassasiyetini, kalıntı östenitin kararsızlığını, darbe tokluğunu veya distorsiyonu gözden kaçırarak martenzitik yapıyı avantajlı gösterebilir. Tek bir yük, karşı yüzey ve yağlama koşuluyla yapılan aşınma testi, yapıları her temas uygulaması için sıralayamaz. Boyutsal ölçümlerde ölçümün ne zaman yapıldığı belirtilmelidir; çünkü kalıntı östenit su verme, austempering, işleme veya kullanım sonrasında dönüşebilir. Spesifikasyon da önemlidir. SAE AMS-H-6875C (2020), dört çelik sınıfı için ısıl işlem gerekliliklerini kapsar ve işlem prosedürü belirtilmişse austempering, ausbay su verme ve martempering işlemlerine izin verir. Bu nedenle doğrulama; gerekli sertlik profilini, mikroyapıyı, uygulanabildiği durumlarda sementasyon tabakası derinliğini, distorsiyon sınırlarını ve çatlama ile kabul edilemez dekarbürizasyonun bulunmadığına dair kanıtları içermelidir. ASM Handbook Volume 4A (2013), martempering için östenitleme sıcaklığını, banyo sıcaklığını, bekleme süresini, karıştırmayı ve soğuma hızını kontrol değişkenleri olarak tanımlar. Bunlardan herhangi birinin değiştirilmesi, doğrudan bir işlem karşılaştırmasını geçersiz kılabilir. | Geleneksel su verme ve menevişleme | Martempering | Austempering | |---|---|---| | Ms sıcaklığından eşitleme beklemesi olmadan geçer, doğrudan martenzit oluşturur ve ardından martenziti menevişler. | Soğutmayı Ms sıcaklığının hemen üzerinde keserek kontrollü martenzitik dönüşümden önce kesitin sıcaklık bakımından eşitlenmesini sağlar; ardından menevişleme gerekir. | Beynit aralığına kadar su verir ve östenitin beynite dönüşmesine kadar bekletir; nihai program, hedeflenen beynitik yapıya göre belirlenir. | ## Pratik Referans Kontrol Listesi ve Terminoloji Sözlüğü ### Bir Çevrim Belirtmeden Önce Yanıtlanması Gereken Sorular Banyonun adından değil, gerekli mikroyapıdan başlayın. Austempering ve martempering işlemlerinin her ikisinde de ergimiş tuz veya yağ kullanılabilir; ancak dönüşüm yolları ve ürünleri farklıdır. Bainitin hedeflenen yapı olduğu durumlarda austempering belirtilir. Parçanın, sıcaklık eşitleme amacıyla verilen bir beklemenin ardından martensit oluşturması ve daha sonra temperlenmesi isteniyorsa martempering belirtilir. Çelik tanımını tedarik edildiği şekliyle tam olarak belirleyin: örneğin AISI 52100, AISI 8620, AISI 8822, AISI 4320 veya geçerli SAE, ASTM, EN ya da AMS tanımı. Kimyasal bileşim; sertleşebilirliği, karbür çözünmesini, bainit kinetiğini, martensit-başlangıç sıcaklığını ve kalıntı östeniti kontrol eder. AISI 52100 üzerinde gösterilmiş bir çevrim, sementasyon uygulanmış AISI 8620'ye otomatik olarak aktarılamaz. Kalınlık değişimleri, delikler, kamalar, keskin köşeler ve yükün kütlesi dâhil olmak üzere kesit boyutunu ve şeklini kaydedin. İnce bir halka ile kalın bir dişli dişi, aynı banyoya yerleştirilseler bile aynı hızda soğumaz. Malzemenin sementasyon uygulanmış mı yoksa sementasyonsuz mu olduğunu sorun. Sementasyon uygulanmış parçalar için sementasyon tabakası derinliğini, yüzey karbonu hedefini, çekirdek bileşimini ve hedeflenen bainitik veya martensitik yapının tabakaya, çekirdeğe ya da her ikisine mi uygulanacağını belirtin. Östenitleme sıcaklığı kalite ve malzeme durumuna göre seçilmelidir. Bu sıcaklık, aşırı tane büyümesine, istenmeyen karbür çözünmesine veya anormal miktarda kalıntı östeniteye yol açmadan gerekli östenit oluşumuna izin vermelidir. Şartname ayrıca fırın atmosferini, deformasyonun önemli olduğu durumlarda ısıtma hızını, bekletme süresini, yük düzenini ve sıcaklık ifadesinin fırın ayar noktası mı, parça sıcaklığı mı yoksa ölçülmüş etkin sıcaklık mı olduğunu belirtmelidir. Fırından söndürme banyosuna transfer süresini tanımlayın. Uzun veya değişken bir transfer; yüzey soğumasına, sertleşebilirliği düşük bir çelikte ferrit ya da perlit oluşumuna veya yük içindeki ısıl koşulların eşitsizleşmesine neden olabilir. Yalnızca “tuzda söndürme” yazmak yerine banyo bileşimini ve çalışma sıcaklığını belirtin. Nitrat-nitrit tuzu, yağ veya başka bir ortamın ısı transfer davranışı ve güvenli çalışma sınırları farklıdır. Karıştırma, sirkülasyon, banyo yüklemesi ve sıcaklığın yeniden kazanılması da çevrime dâhildir. Austempering için bainitik dönüşüm aralığını ve seçilen kesitin neredeyse eşit bir sıcaklığa ulaşması ve hedeflenen dönüşümü tamamlaması için gereken süreyi belirleyin. Martempering için martensit-başlangıç sıcaklığını veya **Ms** değerini saptayın ve kesintiyi bu sıcaklığın üzerinde ayarlayın. Bekletmenin amacı sıcaklığı eşitlemektir; bainit üretmek amaçlanmaz. Sonraki soğuma hızı, aşırı ısıl gradyanlar oluşturmadan martensit oluşumuna izin vermelidir. Ayrı bir temperleme işleminin zorunlu olup olmadığını sorun ve bunun sıcaklığını, süresini, atmosferini ve çevrim sayısını belirtin. Son olarak, işlem başlamadan önce kabul kanıtlarını tanımlayın. Tek başına sertlik, austempering işleminin bainit oluşturduğunu veya martempering işleminin hedeflenen martensitik yapıyı oluşturduğunu kanıtlayamaz. Kalite, karbon seviyesi, sementasyon uygulanmış tabaka veya kullanım koşulu kalıntı östeniti önemli kılıyorsa metalografik inceleme, boyutsal kontrol ve kalıntı östenit ölçümü talep edin. ### Temel Terimler: Ms, bainit, martensit, austempering, martempering **Ms** veya martensit-başlangıç sıcaklığı, ilgili koşullar altında soğuma sırasında martensitin oluşmaya başladığı sıcaklıktır. “Çelik” için evrensel bir sabit değildir; alaşım içeriği, östenit içindeki karbon, önceki ısıl işlem ve gerilme durumu bu değeri etkiler. Martempering işleminde soğuma, parçanın içindeki sıcaklık farklarının martensitik dönüşüm başlamadan önce azalabilmesi için Ms değerinin hemen üzerinde kesintiye uğratılır. **Martensit**, difüzyonla oluşan ürünleri bastıracak kadar hızlı soğuma sonucunda östenitten oluşan, difüzyonsuz bir üründür. Çıta veya levha morfolojisi ile yüksek sertliği, yer değiştirmeli bir dönüşümden ve karbonun aşırı doymuş hâle gelmesinden kaynaklanır. Ani söndürülmüş durumdaki gerilme, gevreklik ve boyutsal kararsızlık kullanım sırasında kabul edilemez olabileceğinden, martensiti genellikle temperleme izler. **Bainit**, perlit aralığının altında ve alt martensitik aralığın üzerinde bulunan bir sıcaklık aralığında östenitten oluşur; ancak kesin dönüşüm aralığı bileşime ve önceki östenit koşullarına bağlıdır. Karbür çökelmesi veya karbon zenginleşmesi içeren ferritik bölgelerden oluşur ve morfolojisi dönüşüm sıcaklığıyla değişir. Bekletme süresi çok kısa ise, banyo sıcaklığı uygun değilse veya dönüşüm kinetiği tam olarak belirlenmemişse, austempering uygulanmış bir parça ayrıca martensit veya kalıntı östenit de içerebilir. **Austempering**, östenitlenmiş çeliğin bainitin oluştuğu bir sıcaklığa söndürülmesini, östenitten bainite belirtilen dönüşüm tamamlanıncaya kadar bekletilmesini ve ardından ortam sıcaklığına soğutulmasını ifade eder. AISI 52100 üzerine 2013 yılında yayımlanan bir çalışmada, yaklaşık 200–400 °C sıcaklıkta tutulan ve bainit oluşuncaya kadar bekletilen bir austempering ortamı tanımlanmıştır. Sementasyon uygulanmış AISI 8620, AISI 8822 ve AISI 4320 için yapılan deneylerde 260, 288 ve 304 °C austempering sıcaklıkları kullanılmış ve incelenen koşullar altında geleneksel sementasyon, söndürme ve temperleme işlemine kıyasla daha düşük deformasyon bildirilmiştir. Bu değerler proses verileridir; evrensel ayarlar değildir. **Martempering**, kesintili bir söndürme işlemidir. ASM Handbook Volume 4A (2013), östenitleme sıcaklığını, banyo sıcaklığını, bekletme süresini, karıştırmayı ve soğuma hızını kontrol değişkenleri olarak tanımlar. İş parçası, sıcaklığı eşitleninceye kadar Ms değerinin hemen üzerinde yağ veya tuz içinde kısa süre bekletilir ve ardından martensitik aralık boyunca soğutulur. Elde edilmesi amaçlanan yapı bainit değil martensittir ve parça kullanımdan önce mutlaka temperlenmelidir. Martensit oluşumuna ilişkin 1946 tarihli bir işlem, çatlamayı azaltma mantığını ortaya koymuştur: dönüşümden önce sıcaklık gradyanlarını azaltmak ve bu sırada ulaşılabilir sertlikten mümkün olduğunca az ödün vermek. Dolayısıyla bu adlar dönüşüm amacını tanımlar. Tuz banyosu, bir çevrimi kendiliğinden austempering hâline getirmez; kısa bir bekletme de onu martempering hâline getirmez. Hedeflenen işlemin gerçekleşip gerçekleşmediğine gözlenen mikroyapı karar verir. SAE AMS-H-6875C (2020), dört çelik sınıfını kapsar ve belirtildiğinde austempering, ausbay söndürme ve martempering işlemlerine izin verir; ancak geçerli malzeme ve ürün gereklilikleri yine belirleyicidir. ### Tekrarlanabilir Isıl İşlem İçin Asgari Kayıtlar #### Asgari proses kayıtları - **Malzeme** Çelik tanımı, ergitme veya parti numarası, kesit boyutu ve sementasyon uygulanmış durum. - **Isıtma** Östenitleme sıcaklığı, atmosfer, ısıtma süresi ve bekletme süresi. - **Transfer ve banyo** Transfer süresi, banyo bileşimi, sıcaklık, karıştırma, yükleme ve toparlanma. - **Dönüşüm** Eşitleme veya beynitik bekletme kriteri ve süresi. - **Soğutma ve menevişleme** Son soğutma yöntemi, menevişleme sıcaklığı, süresi, atmosferi ve çevrimleri. - **Doğrulama** Sertlik, metalografik inceleme, kalıntı östenit değerlendirmesi ve boyutsal inceleme. Tekrarlanabilir bir kayıt; malzemeyi, ısıl yolu, banyo koşullarını ve muayene sonuçlarını birbirine bağlar. Asgari olarak şunları kaydedin: - çelik tanımı, ergitme veya parti numarası, kesit boyutu, parça geometrisi, yük kütlesi ve sementasyon uygulanmış ya da sementasyonsuz durum; - sementasyon söz konusu olduğunda tabaka derinliği ile yüzey veya çekirdek karbon bilgileri; - östenitleme sıcaklığı, fırın atmosferi, ısıtma ve bekletme süreleri ile ölçülmüş yük sıcaklığı; - fırından banyoya transfer süresi, banyo bileşimi, banyo sıcaklığı, karıştırma veya sirkülasyon, parçalar arasındaki mesafe ve banyonun sıcaklık geri kazanımı; - austempering için eşitleme süresi, dönüşüm bekletme sıcaklığı ve süresi ile bainitik reaksiyonun belirtilen koşula ulaştığına dair kanıt; - martempering için belirlenmişse Ms değeri, Ms üzerindeki banyo sıcaklığı, eşitleme bekletmesi, son soğutma yöntemi ve hızı ile martensitik dönüşümün ilerlemesine izin verilen aşama; - temperleme sıcaklığı, süresi, atmosferi, soğutma yöntemi ve temperleme çevrimlerinin sayısı; - sertlik ölçüm konumu, test yöntemi, skala ve sonuçlar; metalografik hazırlama ve temsili görüntüler; uygun olduğunda kalıntı östenit ölçüm yöntemi ve yüzdesi; ayrıca işlem öncesi ve sonrası boyutsal ölçümler. Bir çevrim kaydı yalnızca nominal ayar noktalarını değil, cihaz kalibrasyonunu ve gerçek sıcaklık izlerini de belirtmelidir. Tabakanın bulunduğu durumlarda mikroyapı; yüzeyde, çekirdekte ve geçiş bölgesinde kontrol edilmelidir. Boyutsal muayene, hareket etme olasılığı en yüksek özellikleri kapsamalıdır: dış çap, delik çapı, diş formu, düzlük, salgı ve kesit değişimleri boyunca deformasyon. **Hızlı referans:** çelik tanımını; kesit boyutunu; sementasyon uygulanmış veya sementasyonsuz durumu; östenitleme sıcaklığını; transfer süresini; banyo bileşimini ve sıcaklığını; karıştırmayı; eşitleme veya dönüşüm bekletmesini; son soğutmayı; temperlemeyi; sertliği; metalografik incelemeyi; uygun olduğunda kalıntı östenit değerlendirmesini ve boyutsal muayeneyi belirtin. Ardından yapıyı doğrulayın. Bainit, austempering amacını doğrular; eşitleme sonrasında oluşan ve temperleme izleyen martensit ise martempering amacını doğrular. ## Kaynaklar 1. \[1\] ASM International. [ASM Handbook Volume 4A: Martempering of Steels](https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/18/chapter-abstract/278992/Martempering-of-Steels-1). ASM Handbook, 2013. [](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#wiki-cite-ref-1) https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/18/chapter-abstract/278992/Martempering-of-Steels-1 2. \[2\] The Temperature Range of Martensite Formation. Study on martensite formation, 1946. [](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#wiki-cite-ref-2) Source details supplied in the article; no URL provided 3. \[3\] [Short-term low-temperature austempering in medium-carbon low-alloy steel](https://doi.org/10.1007/s12540-020-00957-6). Metal and Materials International, 2020. [](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#wiki-cite-ref-3) https://doi.org/10.1007/s12540-020-00957-6 4. \[4\] SAE International. [Heat Treatment of Steel Raw Materials](https://www.normsplash.com/Samples/SAE/165267379/SAE-AMSH-6875C-2020-en.pdf). SAE AMS-H-6875C, 2020. [](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#wiki-cite-ref-4) https://www.normsplash.com/Samples/SAE/165267379/SAE-AMSH-6875C-2020-en.pdf 5. \[5\] SAE International. [Austempering Process for Carburized Low-Alloy Steels](https://saemobilus.sae.org/papers/austempering-process-carburized-low-alloy-steels-2013-01-0949). SAE Technical Paper 2013-01-0949, 2013. [](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7eli%C4%9Fin-austemperleme-ve-martemperleme-i%C5%9Flemleri#wiki-cite-ref-5) https://saemobilus.sae.org/papers/austempering-process-carburized-low-alloy-steels-2013-01-0949 **Bir bakışta** Östemperleme ürünü Beynit Martemperleme ürünü Kontrollü soğutma sonrası martenzit Östemperleme bekletmesi Beynitik dönüşüm sıcaklığı Martemperleme bekletmesi Ms’nin hemen üzeri İşlem sonrası menevişleme Martemperlenmiş çelik için gerekli [Geri dön Isıl işlem](/tr/wiki/ısıl-işlem "Isıl işlem — Steel Wiki")