---
title: "Çelik Isıl İşlem Süreci Seçimi: Standartlara Dayalı Kılavuz"
description: "Çelik kalitesi, sertlik, derinlik, geometri ve deformasyon riskini dikkate alarak doğru ısıl işlemi seçin."
canonical: https://steelequivalents.com/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz
language: tr
robots: index, follow
og_type: article
type: wiki-article
language_alternates:
  en: https://steelequivalents.com/wiki/heat-treatment/steel-heat-treatment-process-selection.md
  cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/tepelné-zpracování/výběr-procesu-tepelného-zpracování-oceli-průvodce-založený-na-normách.md
  de: https://steelequivalents.com/de/wiki/wärmebehandlung/auswahl-des-wärmebehandlungsverfahrens-für-stahl-ein-normenbasierter-leitfaden.md
  es: https://steelequivalents.com/es/wiki/tratamiento-térmico/selección-del-proceso-de-tratamiento-térmico-del-acero-una-guía-basada-en-normas.md
  fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/traitement-thermique/sélection-des-procédés-de-traitement-thermique-de-l-acier-guide-fondé-sur-les-normes.md
  hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/hőkezelés/az-acél-hőkezelési-folyamatának-kiválasztása-szabványokon-alapuló-útmutató.md
  it: https://steelequivalents.com/it/wiki/trattamento-termico/selezione-del-processo-di-trattamento-termico-dell-acciaio-una-guida-basata-sugli-standard.md
  nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/warmtebehandeling/selectie-van-warmtebehandelingsprocessen-voor-staal-een-op-normen-gebaseerde-gids.md
  pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/obróbka-cieplna/wybór-procesu-obróbki-cieplnej-stali-przewodnik-oparty-na-normach.md
  pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/tratamento-térmico/seleção-do-processo-de-tratamento-térmico-do-aço-um-guia-baseado-em-normas.md
  ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/термическая-обработка/выбор-процесса-термической-обработки-стали-руководство-на-основе-стандартов.md
  tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz.md
  zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/热处理/钢材热处理工艺选择-基于标准的指南.md
  ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/熱処理/鋼の熱処理プロセス選定-規格に基づくガイド.md
  ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/المعالجة-الحرارية/اختيار-عملية-المعالجة-الحرارية-للفولاذ-دليل-قائم-على-المعايير.md
  ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/열처리/강-열처리-공정-선정-표준-기반-가이드.md
  pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/tratamento-térmico/seleção-de-processos-de-tratamento-térmico-de-aços-um-guia-baseado-em-normas.md
  hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/ऊष्मा-उपचार/इस्पात-की-ऊष्मा-उपचार-प्रक्रिया-का-चयन-मानक-आधारित-मार्गदर्शिका.md
content_hash: sha256:f87338e33c924fae8a422774070cb45334db15660c8d9eb712b4be715f89dbc3
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%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz
> Canonical URL: https://steelequivalents.com/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz
> 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.

![Çelik Isıl İşlem Süreci Seçimi: Standartlara Dayalı Kılavuz](/images/uploads/41e1e333-2646-4d91-a80f-d97765ab4ccf/wiki-hero-a-steel-gear-shaft-and-forged-component-moving-through-a-controlled-heat-treatme-1920x823.jpg)

Isıl işlem

# Çelik Isıl İşlem Süreci Seçimi: Standartlara Dayalı Kılavuz

Çelik kalitesi, sertlik, derinlik, geometri ve deformasyon riskini dikkate alarak doğru ısıl işlemi seçin.

![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 41 dk okuma Güncellendi 14 Ağu 2026 Kanıta dayalı incelendi

  Bu sayfadaBu sayfada

- [1. Isıl İşlem Prosesi Seçiminin Gerçekte İfade Ettiği](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz#1-isıl-i-şlem-prosesi-seçiminin-gerçekte-i-fade-ettiği "1. Isıl İşlem Prosesi Seçiminin Gerçekte İfade Ettiği")
- [2. Fırın Sıcaklığıyla Değil, Performans Gereklilikleriyle Başlayın](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz#2-fırın-sıcaklığıyla-değil-performans-gereklilikleriyle-başlayın "2. Fırın Sıcaklığıyla Değil, Performans Gereklilikleriyle Başlayın")
- [3. Çelik Kalitesi, Karbon İçeriği, Alaşımlama ve Sertleşebilirlik](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz#3-çelik-kalitesi-karbon-i-çeriği-alaşımlama-ve-sertleşebilirlik "3. Çelik Kalitesi, Karbon İçeriği, Alaşımlama ve Sertleşebilirlik")
- [4. Geleneksel Kesit Boyunca Sertleştirme Rotasının Seçilmesi](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz#4-geleneksel-kesit-boyunca-sertleştirme-rotasının-seçilmesi "4. Geleneksel Kesit Boyunca Sertleştirme Rotasının Seçilmesi")
- [5. Normalizasyon, Tavlama veya Gerilim Giderme İşleminin Doğru Seçim Olduğu Durumlar](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz#5-normalizasyon-tavlama-veya-gerilim-giderme-i-şleminin-doğru-seçim-olduğu-durumlar "5. Normalizasyon, Tavlama veya Gerilim Giderme İşleminin Doğru Seçim Olduğu Durumlar")
- [6. Dönüşüm ve Çarpılmayı Yönetmek İçin Östemperleme ve Martemperlemeyi Seçme](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz#6-dönüşüm-ve-çarpılmayı-yönetmek-i-çin-östemperleme-ve-martemperlemeyi-seçme "6. Dönüşüm ve Çarpılmayı Yönetmek İçin Östemperleme ve Martemperlemeyi Seçme")
- [7. Yüzey ve Sementasyonla Sertleştirme Proseslerinin Seçilmesi](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz#7-yüzey-ve-sementasyonla-sertleştirme-proseslerinin-seçilmesi "7. Yüzey ve Sementasyonla Sertleştirme Proseslerinin Seçilmesi")
- [8. Kararın Uygulanması: Standartlara Dayalı Seçim İş Akışı](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz#8-kararın-uygulanması-standartlara-dayalı-seçim-i-ş-akışı "8. Kararın Uygulanması: Standartlara Dayalı Seçim İş Akışı")
- [9. Yaygın Seçim Hataları ve Bunların Önlenmesi](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz#9-yaygın-seçim-hataları-ve-bunların-önlenmesi "9. Yaygın Seçim Hataları ve Bunların Önlenmesi")

## 1. Isıl İşlem Prosesi Seçiminin Gerçekte İfade Ettiği

Isıl işlem prosesi seçimi, fırın sıcaklığına bakarak değer belirlemekten ibaret değildir. Bu seçim; çelik kimyasını, başlangıç durumunu, parçanın geometrisini, gerekli sertlik ve tokluğu, kabul edilebilir boyutsal değişimi ve üretim kontrollerini birbirine bağlayan bir kararlar zinciridir. Seçilen çevrim, çatlak, aşırı kalıcı gerilme, kabul edilemez deformasyon veya yönetilemez bir muayene yükü oluşturmadan, gerekli mikroyapıyı ihtiyaç duyulan bölgede meydana getirmelidir.

Sertleşebilirlik **Sertleşebilirlik** Belirlenmiş bir soğutma çevrimi sırasında bir çeliğin, belirtilen derinliğe kadar gerekli sertleşmiş yapıyı geliştirme yeteneğidir; tek bir konumda ölçülen sertlikten farklıdır.

Sertleştirme için çelik seçimi, öncelikle gerekli su verilmiş durum sertliği ve bu sertliğin yüzeyin altında hangi derinliğe kadar uzanması gerektiği tarafından belirlenir. Strong evidence

 \[1\] \[1\] [**Steel Selection for Hardening**](https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/9/chapter-abstract/114179/Steel-Selection-for-Hardening-1). ASM International. ASM Handbook Online, 1991.İlk soru “Bu parça su verme işlemine tabi tutulmalı mı?” değildir. Soru şudur: Hangi sertlik gereklidir ve bu sertlik yüzeyin ne kadar altına kadar uzanmalıdır? ASM International, *Steel Selection for Hardening* (1991) adlı çalışmasında bu ayrımı açıkça ortaya koymuş ve seçimin öncelikle su verme sonrası gerekli sertlik ile bu sertliğin uzanması gereken derinlik tarafından belirlendiğini belirtmiştir. Sertlik, işlem sonrasında girintiye karşı direnci tanımlar. Sertleşebilirlik ise belirli bir işlem sırasında çeliğin bir kesit boyunca ne kadar derin ve ne ölçüde homojen sertleşebileceğini tanımlar. Yüksek bir yüzey sertliği, çekirdeğin sertleştiğini kanıtlamaz.

Bu fark, kalite seçimini değiştirir. SAE J1268 (1995), standart uçtan su verme verileriyle karbonlu ve alaşımlı H bantlı çelikler için minimum ve maksimum sertleşebilirlik sınırlarını tanımlar. Bu nedenle bir Jominy uçtan su verme eğrisi veya Grossmann analizi, her nominal olarak benzer çeliği birbirinin yerine kullanılabilir kabul etmek yerine, çeliğin sertleşebilirliğini kesit boyutu ve soğutma şiddetiyle ilişkilendirebilir. Bofors Handbook (1981) de sertleşebilirliği su verme ve temperleme, boyutsal değişimler ve uçtan su verme testiyle ilişkilendirir.

### Gerekli özelliklerden termal çevrime

Seçim, kullanım gereksinimiyle başlar. Bir mil için belirli bir çekme dayanımına ve darbe tokluğuna sahip temperlenmiş martenzitik bir çekirdek gerekebilir; bir dişli için, tok ve düşük karbonlu bir çekirdek üzerinde sert ve aşınmaya dayanıklı bir yüzey tabakası gerekebilir; bir yay için, kontrollü kalıcı gerilmeyle birlikte yüksek elastik dayanım gerekebilir; işlenmiş bir levha içinse son kesimden önce gerilim giderme işlemi gerekebilir. Bu gereksinimler, prosesin tüm kesiti mi, yalnızca yüzeyi mi yoksa esas olarak kalıcı gerilme ve boyutsal durumu mu değiştirmesi gerektiğini belirler.

Başlangıç durumu önemlidir. Sıcak haddelenmiş, dövülmüş, soğuk işlenmiş, normalize edilmiş, tavlanmış veya daha önce su verilmiş malzeme aynı şekilde tepki vermez. Tane boyutu, segregasyon, önceki martenzit, mevcut gerilme ve karbür dağılımı; östenitlemeyi, dönüşümü, işlemeyi ve deformasyonu etkiler. ASTM International’ın 2024 tarihli ısıl işlem kursu; östenitleme, tavlama, normalizasyon, su verme ve temperleme işlemi, çift temperleme, tane boyutu kontrolü ve mekanik özellik gereksinimlerini, proses adı seçildikten sonra eklenecek isteğe bağlı ayrıntılar değil, spesifikasyon faktörleri olarak tanımlar.

#### Isıl çevrim sırası

1. **Isıtma** Isıtma hızını, atmosferi, yükleme düzenini ve kesit sıcaklığının homojenliğini kontrol edin.
2. **Östenitleme veya işlem** Yeterliliği doğrulanmış sıcaklığa ulaşın ve gerekli dönüşüm ya da difüzyon tepkisi için gereken süre boyunca bekletin.
3. **Transfer ve soğutma** Transfer süresini, soğuma hızını, soğutma ortamını, banyo koşullarını ve karıştırmayı kontrol edin.
4. **Menevişleme veya yaşlandırma** Seçilen yöntem gerektiriyorsa sertliği, tokluğu, artık gerilmeyi ve boyutsal kararlılığı ayarlayın.

Bir ısıl çevrim, tek bir fırın sıcaklığı ayarı değil, kontrollü işlemlerin sıralı bir dizisidir.

Bunun ardından termal çevrim kontrollü bir dizi hâline gelir: ısıtma hızı, östenitleme veya çözeltiye alma sıcaklığı, bekletme süresi, atmosfer, transfer süresi, soğuma hızı, soğutma ortamı ve uygulanacak temperleme veya yaşlandırma işlemi. Sıcaklık ve süre, kesit kalınlığından ayrı değerlendirilemez. Büyük bir dövmenin merkezi, yüzeyinden çok sonra fırın ayar sıcaklığına ulaşabilirken, ince bir kenar aynı işlem sırasında aşırı ısınabilir veya dönüşüme uğrayabilir.

İşlem aileleri yalnızca sıcaklığa göre değil, gerekli yapı ve performansla eşleştirilerek seçilmelidir.
| İşlem | Birincil amaç | Tipik elde edilen durum |
|---|---|---|
| Gerilim giderme | Artık gerilmeyi azaltmak | Mevcut mikroyapı büyük ölçüde korunur |
| Tavlama | Sertliği düşürmek ve işlenebilirliği iyileştirmek | Çeliğin kalitesine bağlı olarak yumuşak ferrit-perlit veya küreselleştirilmiş yapı |
| Normalizasyon | Yapıyı inceltmek veya yeniden düzenlemek | Birçok karbonlu ve düşük alaşımlı çelikte havada soğutulmuş ferrit-perlit yapısı |
| Su verme ve menevişleme | Dayanımı, sertliği ve tokluğu birleştirmek | Menevişlenmiş martenzit |
| İzotermal bainitik dönüşüm | Bainitik dönüşümü ve boyutsal değişimi kontrol etmek | Bainit |
| Martemperleme | Martenzit oluşmadan önce ısıl gradyanları azaltmak | Sonraki menevişlemeden sonra menevişlenmiş martenzit |

Farklı prosesler farklı sorunları çözer. Gerilim giderme, sertleşmeyle ilişkili tam dönüşümü kasıtlı olarak oluşturmadan kalıcı gerilmeyi azaltır. Tavlama sertliği düşürür ve işlenebilirliği iyileştirir; normalizasyon ise kritik aralığın üzerindeki ısıtmayı ve ardından havada soğutmayı kullanarak yapıyı inceltir veya yeniden düzenler. Östenitleme, çeliği dönüşüme hazırlar; ancak tek başına eksiksiz bir işlem değildir. Su verme, yalnızca soğutmanın difüzyon kontrollü dönüşümleri baskıladığı bölgelerde martenzit oluşturur; temperleme ise ortaya çıkan sertliği, tokluğu ve gerilme durumunu ayarlar.

Martemperleme, martenzit oluşmadan önce termal gradyanları azaltabilir. Çelik ve kesit boyutu gerekli dönüşüm yoluna izin verdiğinde austemperleme beynitik yapılar oluşturur. Sementasyon ve karbonitrürleme, sertleştirme işleminden önce yüzeye karbon veya karbon ve azot ilave eder. Nitrürleme, daha düşük sıcaklıkta azot bakımından zenginleştirilmiş sert bir yüzey tabakası oluşturur ve ayrı bir su verme işlemine duyulan ihtiyacı ortadan kaldırabilir. Yaşlandırma sertleşmesi yalnızca çökelme sertleşmesine uygun alaşımlara uygulanır. Difüzyon kaplamaları, yüzey bileşiminin değiştirilmesine yönelik işlemlerdir; her hacimsel ısıl işlemin yerine geçmez. ISO 683-1:2016 kapsamındaki C45 ve 42CrMo4 gibi karbonlu ve alaşımlı çelikler için bu yöntemlerden herhangi biri seçilmeden önce malzeme, belirtilen bileşimine, sertleşebilirliğine ve amaçlanan durumuna göre değerlendirilmelidir.

### Çelik kalitesi, kesit boyutu ve geometrinin neden birlikte değerlendirilmesi gerekir

Kalite kimyasal bileşimi ve parça geometrisi birlikte değerlendirilmelidir.
| Seçim değişkeni | Kontrol ettiği unsur | İncelenecek kanıt |
|---|---|---|
| Karbon içeriği | Martenzitin ulaşabileceği sertlik | Kalite kimyasal bileşimi ve gerekli yüzey veya çekirdek sertliği |
| Alaşımlama elementleri | Sertleşebilirlik ve dönüşüm davranışı | Bileşim sınırları ve sertleşebilirlik verileri |
| Kesit boyutu | Yüzeyden merkeze soğuma geçmişi | Belirleyici kalınlık ve kütle yoğunlaşması |
| Geometri | Yerel soğuma ve gerilme yoğunlaşması | Köşeler, delikler, kama kanalları, gövdeler ve geçişler |
| Başlangıç durumu | Tane boyutu, segregasyon, gerilme ve karbür dağılımı | Dövülmüş, haddelenmiş, tavlanmış, normalize edilmiş veya soğuk işlenmiş durum |

ISO 683-1:2016, kapsamındaki alaşımsız çelikler için teslimat gereklerini ve amaçlanan işlem uygulamalarını tanımlar; ancak her işlemi her kalite veya geometri için uygun hale getirmez. Strong evidence

Çelik tanımı, bitmiş bir reçete değil, başlangıç sınırını sağlar. ISO 683-1:2016; genel olarak su verilmiş ve temperlenmiş, austemperlenmiş, alevle sertleştirilmiş, indüksiyonla sertleştirilmiş ve bazı durumlarda normalize edilmiş makine parçalarında kullanılmak üzere tasarlanan alaşımsız çelikleri kapsar. ISO 4885:2018, demir esaslı malzemelerin ısıl işlemi için kontrollü terminoloji ve bir demir-karbon faz tablosu sağlar. Bu standartların hiçbiri, kimyasal bileşimin ve sertleşebilirliğin gerçek parçayla eşleştirilmesi gerekliliğini ortadan kaldırmaz.

#### Su verme riski uyarısı

Kesit boyutunu, çentikleri, karıştırmayı, soğutma şiddetini, sertlik profilini ve çatlama riskini kontrol etmeden bir geometrinin su verme koşulunu başka bir geometriye aktarmayın.

Kesit boyutu, yüzeyden merkeze kadar olan sıcaklık ve soğuma geçmişini belirler. Geometri ek zorluklar yaratır: Keskin köşeler daha hızlı soğur, ince gövdeler boyunca tamamen sertleşme meydana gelebilir, delikler dış yüzeylerden farklı şekilde soğuyabilir ve kama kanalları veya kesitteki ani değişimler gerilmeyi yoğunlaştırır. Hızlı bir su verme işlemi, kalın bir 1045 parçasında gerekli çekirdek sertliğini sağlayabilir; ancak ince ve çentikli bir parçanın çatlamasına yol açabilir. Yağ, polimer, gaz, kademeli soğutma veya indüksiyonla sertleştirme bu riski azaltabilir; ancak bunların her biri elde edilebilir sertlik profilini değiştirir.

Deformasyon da tasarımla etkileşim içindedir. Düzensiz ısıtma, homojen olmayan soğuma, faz dönüşümüne bağlı hacim değişimi ve kalıcı gerilmeler deliklerin konumunu değiştirebilir, milleri bükebilir veya düzlük değerini bozabilir. Fikstürler, yük yönelimi, karıştırma, koruyucu atmosfer, ön ısıtma, kesintili su verme ve işleme payı seçim kararının bir parçasıdır. Kabul edilebilir sonuç yalnızca bir sertlik sayısı değildir; gerekli şeklini ve bütünlüğünü koruyan bir parçadır.

### Proses adı ile tanımlanmış işlem arasındaki fark

“Su verme ve temperleme” bir proses ailesidir. Bir spesifikasyon; çelik tanımını ve durumunu, östenitleme sıcaklık aralığını, ısıtma uygulamasını, etkin bekletme süresini, fırın atmosferini, transfer süresi sınırını, soğutma ortamını ve karıştırmayı, temperleme sıcaklığını ve süresini, temperleme sayısını, sertlik veya mekanik özellik sınırlarını ve muayene yöntemini belirtmelidir. Isıtma hızı, bekletme esasları, soğuma hızı ve gerekli nihai yapı bilinmiyorsa “700 °C’de tavla” ifadesi eksik kalır.

*The Manufacturing Process Selection Handbook*, bu kararı malzeme uygunluğu, proses çeşitleri, tasarım kısıtları, kalite sorunları, üretim ekonomisi ve parça bütünlüğü üzerinden ele alır. Bu kategoriler, seçimin tek bir fırın ayarına indirgenmesini önler. Sertlik gereksinimini karşılayan ancak çatlaklara neden olan bir çevrim, parça bütünlüğü açısından başarısızdır; laboratuvar numunesinde işe yarayan ancak atmosferi veya soğuma hızını kontrol edemeyen bir çevrim ise üretim kontrolü açısından başarısızdır. Isıl işlem, yalnızca gerekli sonuç ile bu sonucun elde edilmesini ve doğrulanmasını sağlayacak yöntemlerin her ikisi de tanımlandığında spesifiye edilmiş olur.

## 2. Fırın Sıcaklığıyla Değil, Performans Gereklilikleriyle Başlayın

Isıl işlem seçimi, bir tablodan kopyalanmış fırın sıcaklığıyla değil, parçanın gerekli performansıyla başlamalıdır. Bir çelik veya ısıl işlem çevrimi seçilmeden önce çalışma yükleri, kabul edilebilir hasar biçimleri, sertlik aralığı, dayanım düzeyi, tokluk gerekliliği, işlenebilirlik durumu, sertleşmiş derinlik, boyutsal tolerans ve üretim kısıtları tanımlanmalıdır. Sıcaklık, bekletme süresi, ısıtma hızı ve soğutma hızı birbiriyle etkileşim hâlindedir; bunlardan birinin değiştirilmesi östenit tane boyutunu, dönüşüm ürünlerini, artık gerilmeyi, çarpılmayı ve nihai özellikleri değiştirebilir.

İlk değerlendirme sorusu, spesifikasyonun kütlesel menevişlenmiş-martenzitik bir durum mu, normalize edilmiş bir yapı mı, yumuşatılmış tavlanmış bir durum mu, daha tok bir çekirdek üzerinde sert bir yüzey mi, yoksa gerilmesi giderilmiş bir parça mı gerektirdiğidir. Dayanımı ve mikroyapısı zaten kabul edilebilir olan kaynaklı veya yoğun şekilde işlenmiş bir parça için gerilme giderme yeterli olabilir. Normalizasyon, yapıyı inceltebilir veya yeniden düzenleyebilir ve bazı makine parçaları için uygun bir ferrit-perlit yapısı oluşturabilir. Tavlama, sertliğin azaltılmasına ve işlenebilirliğin iyileştirilmesine öncelik verir. Su verme ve menevişleme işlemi, dayanım ile tokluğun kontrollü bir bileşimini hedeflerken sementasyon, karbonitrürleme, nitrürleme, alevle sertleştirme veya indüksiyonla sertleştirme, temel sertlik gerekliliğini yüzeye taşıyabilir.

ASM International, *Sertleştirme İçin Çelik Seçimi* (1991) adlı yayında “sertleştirme için çelik seçimi, öncelikle gerekli su verme sonrası sertlik ve bu sertliğin yüzeyin altında ne kadar derinliğe kadar uzanması gerektiği tarafından belirlenir” ifadesini kullanmıştır. Bu, kesit boyunca sertleştirme kararları için temel değerlendirmedir. Çelik, mevcut soğutma şiddeti altında, ilgili kesit derinliğinde gerekli su verme sonrası sertliğe ulaşabilmelidir; ardından menevişleme gevrekliği azaltır ve nihai özellik dengesini ayarlar.

### Sertlik, dayanım, tokluk ve işlenebilirlik

Sertlik, batmaya veya yerel plastik deformasyona karşı dirençtir. Çekme dayanımının, akma dayanımının, yorulma performansının veya tokluğun tam bir ikamesi değildir. Rockwell C sertlikleri benzer olan iki çeliğin çekme özellikleri, inklüzyon yoğunlukları, tane boyutları, kalıntı östenit içerikleri ve darbe davranışları farklı olabilir. Bir sertlik değeri tek bir tepkinin göstergesidir; eksiksiz bir mekanik özellik spesifikasyonu değildir. \[2\] \[2\] [**Hardenability Bands for Carbon and Alloy H Steels**](https://saemobilus.sae.org/standards/j1268_199505-hardenability-bands-carbon-alloy-h-steels). SAE International. SAE Standard J1268, 1995.

Sertleşebilirlik de sertlikten ayrılmalıdır. Sertlik, belirli bir konumda elde edilen değeri ifade eder; sertleşebilirlik ise belirli bir işlem sırasında bir çeliğin ne kadar derin ve ne ölçüde homojen biçimde martenzite dönüşebileceğini belirtir. Düşük alaşımlı bir çelik yüksek yüzey sertliği sağlayabilir, ancak büyük bir kesitin merkezine doğru sertliğini hızla kaybedebilir. Daha yüksek sertleşebilirliğe sahip bir çelik, gerekli su verme sonrası yapıyı yüzeyin daha altında koruyabilir; çoğu durumda daha düşük soğutma şiddeti ve daha düşük çarpılma riski sağlar. SAE J1268 (1995), standart uçtan su verme verileri belirlenmiş karbon çelikleri ile alaşımlı H-bandı çelikleri için minimum ve maksimum sertleşebilirlik sınırlarını belirtir. Bu nedenle Jominy uçtan su verme sonuçları ve Grossmann analizi, kalite seçimini kesit boyutu ve soğutma koşullarıyla ilişkilendirmeye yardımcı olur; ancak gerçek geometri üzerindeki doğrulamanın yerini tutmaz.

Daha yüksek sertlik, darbe direnci ve boyutsal kararlılıkla çelişebilir. Aşırı miktarda menevişlenmemiş martenzit gevrektir; aşırı şiddetli soğutma ise ısıl ve dönüşüm gerilmelerini artırır. Yalnızca “çok sert” olarak belirtilen bir mil, kama kanalında çatlayabilir, taşlama hasarı nedeniyle yorulma ömrünü kaybedebilir veya yatak oturma yüzeyi toleransının ötesinde çarpılabilir. Menevişleme sıcaklığı ve süresi; gerekli akma dayanımı, darbe enerjisi, yorulma yükü ve çalışma sıcaklığı dikkate alınarak seçilmelidir. ASTM International’ın 2024 tarihli ısıl işlem kursu; östenitleme, tavlama, normalizasyon, su verme ve menevişleme uygulaması, çift menevişleme, tane boyutu kontrolü ve mekanik özellik gerekliliklerini birbirinden yalıtılmış fırın ayarları olarak değil, spesifikasyon faktörleri olarak tanımlar.

İşlenebilirlik, nihai çalışma durumundan farklı bir başlangıç durumu gerektirebilir. Tavlanmış veya normalize edilmiş stok malzeme, sertleştirilmiş malzemeye göre daha öngörülebilir biçimde işlenebilir; ancak aşırı yumuşatma, bazı kalitelerde yığıntı talaş veya yetersiz talaş kontrolü nedeniyle üretim kararlılığını azaltabilir. Bu nedenle proses planı, sertleştirmeden önce işleme yapmayı, taşlama payı bırakmayı ve son ölçülendirmeden önce menevişleme veya gerilme giderme uygulamayı öngörebilir.

### Yüzey gereklilikleri ile kesit boyunca gereklilikler

Özelliğin nerede bulunması gerektiğini belirtin. Bir dişli dişi, kam lobu, yatak yuvarlanma yolu veya aşınma izi, daha tok ve hasara daha dayanıklı bir çekirdeği korurken sert bir yüzey gerektirebilir. Sementasyon ve karbonitrürleme, sertleştirme öncesinde yüzeye yakın bölgeye karbon veya karbon ile azot ekler. Nitrürleme, çekirdekte sınırlı dönüşümle birlikte azotça zengin ve sert bir tabaka oluştururken indüksiyonla sertleştirme ve alevle sertleştirme, hızlı ve yerel ısıtma ile soğutma yoluyla kontrollü bir yüzey tabakasını dönüştürür. Difüzyon kaplamaları ve bunlarla ilişkili yüzey işlemleri farklı kimyasal ve aşınma amaçlarına hizmet eder; yalnızca sertliğe bakılarak seçilemez.

Kesit boyunca sertleştirilen bir parçada sorun farklıdır. Merkez, tüm kesit boyunca ısının uzaklaştırılmasının ardından gerekli sertliği veya mekanik özellikleri karşılamalıdır. İlgili değişkenler arasında kalite kimyasal bileşimi, önceki östenit tane boyutu, kesit kalınlığı, köşeler, delikler, kütle değişimleri ve soğutma karıştırması bulunur. ISO 683-1:2016, genel olarak su verilmiş ve menevişlenmiş, östemperlenmiş, alevle sertleştirilmiş, indüksiyonla sertleştirilmiş ve bazı durumlarda normalize edilmiş makine parçalarında kullanılmak üzere tasarlanan alaşımsız çelikler için teslimat gerekliliklerini belirtir. Bu kapsam, listelenen her işlemin her kaliteye veya geometriye uygulanabileceği anlamına gelmez.

### Artık gerilme, boyutsal kararlılık ve çalışma sırasındaki hasar biçimleri

Bir işlem, çatlaklara, kabul edilemez salgıya, büyümeye, çekmeye veya kararsız boyutlara yol açarken sertlik gerekliliğini karşılıyorsa uygun değildir. Düzensiz ısıtma, sementasyon tabakası gradyanları, martenzitik dönüşümün zamanlaması, kesitteki keskin değişimler ve soğutma şiddeti bu duruma katkıda bulunur. Martemperleme, dönüşüm sırasındaki sıcaklık farklarını azaltabilir; östemperleme, farklı bir gerilme ve çarpılma dengesi sağlayan beynitik yapılar oluşturabilir; ilk menevişlemeden sonra kalıntı östenit dönüşüyorsa çift menevişleme gerekli olabilir. Bunlar otomatik iyileştirmeler değil, geometri ve hasar riskiyle bağlantılı kararlardır.

#### Taranması gereken hasar türleri

- **Aşınma** Sert bir yüzey veya difüzyonla işlem görmüş bir tabaka gerektirebilir.
- **Diş kırılması** Daha tok bir çekirdeğe sahip sert bir yüzey tabakası gerektirebilir.
- **Haddeleme temasında çukurcuklanma** Yüzey sertliğinin, tabaka derinliğinin ve yüzey altı desteğinin kontrol edilmesini gerektirir.
- **Yorulma çatlakları** Artık gerilmeye, çentiklere, yüzey durumuna ve tokluğa dikkat edilmesini gerektirir.
- **Aşırı yük kırılması** Maksimum sertlik yerine dengeli bir dayanım ve tokluk durumu tercih edilebilir.
- **Boyutsal sürüklenme** Gerilim giderme, kontrollü su verme, menevişleme veya daha düşük çarpılmalı bir yöntem gerektirebilir.

Çevrimi seçmeden önce gerçek çalışma sırasındaki hasar biçimlerini listeleyin: aşınma, diş kırılması, yuvarlanma temasında çukurcuklanma, yorulma çatlağı, aşırı yük kırılması, yapışma, ön yük kaybı veya boyutsal sürüklenme. Kaynaklama kaynaklı artık gerilme hasarı belirliyorsa, gerilmesi giderilmiş bir parça daha sert bir parçaya tercih edilebilir. ISO 4885:2018, demir esaslı malzemelerin ısıl işlemi için kontrollü terminoloji ve demir-karbon faz tablosu sağlar; bu da spesifikasyonların işlem adlarını, bunların oluşturması amaçlanan yapılar ve dönüşümlerden ayırt etmesine yardımcı olur. Savunulabilir sıra açıktır: performansı tanımlayın, yüzey veya kesit boyunca gerekliliği belirleyin, sertleşebilirliği ve geometriyi değerlendirin, ardından çeliği ve proses penceresini seçin. Fırın sıcaklığı daha sonra gelir.

## 3. Çelik Kalitesi, Karbon İçeriği, Alaşımlama ve Sertleşebilirlik

Bir ısıl işlem çevrimi yalnızca fırın sıcaklığına bakılarak seçilemez. Çelik tanımı; mevcut karbonu, alaşım elementlerini, temizlik gerekliliklerini ve beklenen dönüşüm davranışını belirler; parça ise soğuma mesafesini ve izin verilen ısıl gerilmeyi belirler. ASM International, *Steel Selection for Hardening* (1991) adlı yayında “sertleştirme için çelik seçimi, öncelikle gerekli su verilmiş durumdaki sertlik ve bu sertliğin yüzeyin altında ne kadar derinliğe kadar uzanması gerektiği tarafından belirlenir” ifadesini kullanmıştır. Bu, bir reçetenin aranması değil, malzeme ve proses kararıdır.

#### Kalite seçiminde temel terimler

Sertlik

İşlemden sonra belirli bir konumda ölçülen direncin göstergesidir.

Sertleşebilirlik

Belirlenmiş bir soğutma çevriminin oluşturduğu sertleşmenin derinliği ve dağılımıdır.

Su verilmiş durum sertliği

Menevişlemenin özellikler arasındaki dengeyi değiştirmesinden önce, su verme işleminin hemen ardından elde edilen sertliktir.

H bandı çeliği

Standart uçtan su verme sonuçlarına dayalı, belirlenmiş sertleşebilirlik sınırlarıyla tedarik edilen karbonlu veya alaşımlı çeliktir.

Sertlik ile sertleşebilirlik arasındaki ayrım açıkça korunmalıdır. Sertlik, parçanın belirli bir konumunda ölçülen direnci ifade eder. Sertleşebilirlik ise belirli bir çelik kalitesinin, tanımlanmış bir su verme işlemi sırasında ne kadar derinliğe kadar martensit veya gerekli oranda martensitik yapı oluşturabileceğini tanımlar. Küçük bir pim ile büyük bir dişli aynı kaliteden üretilebilir ve aynı yağda su verilebilir; ancak soğuma hızları farklı olduğundan merkez yapıları çok farklı olabilir.

### Karbon içeriği ve ulaşılabilir martensitik sertlik

Karbon, martensitin potansiyel sertliğini çoğu alaşım elementinden daha doğrudan kontrol eder. Östenitleme sırasında karbon östenit içinde çözünür; ardından hızlı soğuma, bu karbonu aşırı doymuş, hacim merkezli tetragonal martensitik kafes içinde hapseder. Karbon içeriği arttıkça su verilmiş durumdaki martensit genellikle daha sert hâle gelir; ancak artışın pratik yararı zamanla azalır ve gevreklik, çatlama riski ve kalıntı östenit miktarı artabilir.

Bu durum, su verme işleminin ulaşabileceği üst sınırı belirler. Düşük karbonlu bir çelik, yüzeyde ve merkezdeki östenitin büyük bölümünü martensite dönüştürecek kadar hızlı soğuyabilir; ancak martensit az miktarda karbon içerdiğinden yine de orta düzeyde sertlik oluşturabilir. Buna karşılık, daha yüksek karbonlu bir çelik çok sert yüzey martensiti oluşturabilir, fakat merkezdeki soğuma çok yavaşsa merkezde sertleşme gerçekleşmeyebilir. Bu nedenle karbon, ulaşılabilir martensitik sertliği kontrol eder; kesit boyunca sertleşmeyi tek başına garanti etmez.

Gerekli özellik konuma göre belirtilmelidir. Yüzeyde “yüksek sertlik” ifadesi, yük taşıyan bir diş kökünün, mil merkezinin veya yatak yuvasının da sertlik ya da mikroyapı gerekliliğini karşılaması gerekiyorsa eksiktir. Kalın bir kesitte su verilen yüzeye yakın bölgelerde martensit, daha iç kısımlarda beynit veya perlit ve çekirdekte daha yumuşak, karma bir yapı bulunabilir. Böyle bir gradyan, bilinçli olarak yüzey sertleştirilmiş bir parçada kabul edilebilir; ancak şartname kesit boyunca sertleşme gerektiriyorsa bu bir başarısızlıktır.

Karbon ayrıca dönüşüm sıcaklıklarını ve su verme davranışını etkiler. Karbonun artırılması genellikle martensit başlangıç sıcaklığını düşürür ve su verme sonrasında kalıntı östenit miktarını artırabilir. Östenitleme sıcaklığı ve bekletme süresi, aşırı tane büyümesine yol açmadan amaçlanan karbon içeren fazları çözündürmelidir. ASTM International’ın 2024 tarihli ısıl işlem kursu; östenitleme, tane boyutu kontrolü, su verme ve temperleme uygulaması, çift temperleme ve mekanik özellik gerekliliklerini birbirinden bağımsız fırın ayarları olarak değil, şartname unsurları olarak tanımlar. \[3\] \[3\] [**Heat Treatment of Ferrous Materials — Vocabulary**](https://www.iso.org/standard/87711.html). International Organization for Standardization. ISO 4885:2018, 2018.

ISO 683-1:2016; genel olarak su verilmiş ve temperlenmiş, austemperlenmiş, alevle sertleştirilmiş, indüksiyonla sertleştirilmiş ve bazı durumlarda normalize edilmiş makine parçalarında kullanılmak üzere tasarlanan alaşımsız çelikleri kapsar. Bununla birlikte çelik tanımı ve teslim durumu yine de kontrol edilmelidir: su verme ve temperleme için tasarlanmış bir kalite, otomatik olarak sementasyon, nitrürleme veya çökelme işlemlerine uygun değildir. ISO 4885:2018, bu seçimler tanımlanırken kullanılan demir esaslı ısıl işlem terminolojisi ile demir-karbon faz terminolojisi için kontrollü terimleri sağlar.

### Alaşım elementlerinin sertleşebilirlik ve dönüşüm davranışı üzerindeki etkileri

Alaşımlama, karbondan ayrı olarak değerlendirilmelidir. Mangan, krom, molibden, nikel ve uygun şekilde kontrol edilen miktarlardaki bor; perlit ve ferrit oluşumu gibi difüzyon kontrollü dönüşümleri genellikle geciktirir. Böylece çelik, aynı su verme işlemi altında daha düşük bir soğuma hızında ve daha büyük bir derinliğe kadar martensit oluşturabilir. Silisyum da dönüşüm davranışını ve temperleme tepkisini etkilerken, krom, molibden ve vanadyum; çözünmeleri östenitleme sıcaklığına ve süresine bağlı olan alaşım karbürleri oluşturabilir.

SAE 4140 gibi bir çeliğin benzer karbon içeriğine sahip sade karbonlu bir kaliteye kıyasla daha derin sertleşebilmesinin temel nedeni budur. Alaşım içeriği, zaman-sıcaklık-dönüşüm davranışını değiştirerek iç kısma, büyük miktarlarda yumuşak ferrit veya perlit oluşturmadan dönüşüm aralığından geçmesi için daha fazla süre tanır. Nikel genellikle sertleşebilirliğe ve tokluğa katkıda bulunurken, krom ve molibden temperleme sonucu yumuşamaya karşı direnci de artırabilir. Etkiler birbirinin yerine geçmez ve büyüklükleri bileşime, önceki mikroyapıya, östenit tane boyutuna ve ısıl geçmişe bağlıdır.

Alaşımlama, uygun bir karbon düzeyi gerekliliğini ortadan kaldırmaz. Düşük karbonlu alaşımlı bir çelik derinlemesine sertleşebilir; ancak martensitin maksimum sertliği karbon içeriğiyle sınırlı kalır. Yüksek karbonlu sade karbonlu bir çelik çok yüksek yüzey sertliğine ulaşabilir; fakat merkezi sertleştirmek için şiddetli bir su verme işlemi gerekebilir ve bu da çarpılma ile çatlama riskini artırır. Birçok tasarımda, ardından su verme ve temperleme uygulanan orta karbonlu alaşımlı çelik, karbonu yalnızca artırmaya kıyasla daha kontrol edilebilir bir denge sağlar.

Dönüşüm davranışı proses seçimini de belirler. Molibden içeren çelikler daha yavaş su verme hızlarına dayanabilirken, sade karbonlu bir çeliğin merkez sertliğini karşılamak için su veya polimerle su verme gerekebilir; bu durumda boyutsal risk daha yüksektir. Nikel ve krom içeren çeliklerde dönüşüm sıcaklıkları daha düşük olabilir ve kalıntı östenite duyarlılığı artabilir. Bu durumda temperleme, başka bir kaliteden kopyalanan varsayılan bir sıcaklığa göre değil; nihai sertlik, dayanım, tokluk ve kararlılığa göre şart koşulmalıdır.

![Çelik Isıl İşlem Süreci Seçimi: Standartlara Dayalı Kılavuz](/images/uploads/11b81839-0bf0-4fe6-88b9-4c54f18d4e4c/wiki-inline-a-jominy-end-quench-specimen-beside-a-hardness-versus-distance-profile-and-a-rou-1920x1434.jpg)[](/images/uploads/11b81839-0bf0-4fe6-88b9-4c54f18d4e4c/wiki-inline-a-jominy-end-quench-specimen-beside-a-hardness-versus-distance-profile-and-a-rou-1920x1434.avif "Görseli büyüt — Çelik Isıl İşlem Süreci Seçimi: Standartlara Dayalı Kılavuz")Jominy data help connect steel hardenability with the hardness profile of a real section.

### H-band çelikleri, Jominy verileri ve kesit boyutunun etkileri

1995 yılında revize edilen SAE J1268, standart uçtan su verme sertleşebilirlik verilerinin oluşturulduğu karbonlu ve alaşımlı H-band çelikleri için minimum ve maksimum sertleşebilirlik sınırlarını belirler. “H” tanımı; karbonlu veya alaşımlı bir çeliğin H-band versiyonu gibi, sertleşebilirliği kontrol edilen ve gerekli sertleşebilirlik aralığı standart uçtan su verme sonuçlarıyla ifade edilen bir kaliteyi belirtir. Bu tanım, kalitenin her parçasının her derinlikte aynı sertliğe sahip olacağı anlamına gelmez; ayrıca karbonun, tane boyutunun, östenitleme uygulamasının veya su verme koşullarının kontrolünün yerini tutmaz.

Jominy uçtan su verme testi, tanımlanmış bir laboratuvar koşulu altında sertleşebilirliği karşılaştırır. Standartlaştırılmış silindirik bir numune östenitlenir ve bir ucundan su verilir; sertlik, su verilen uçtan giderek artan mesafelerde ölçülür. Elde edilen sertlik-mesafe eğrisi, yerel soğuma hızı azaldıkça çeliğin martensitik sertliğini ne kadar hızlı kaybettiğini gösterir. SAE J1268, minimum ve maksimum sertleşebilirlik bantlarını tanımlamak için bu tür oluşturulmuş verileri kullanır. Böylece üretim şartnamesi, yalnızca nominal kimyasal bileşime güvenmek yerine seçilen bandın dışında kalan ergitmeleri reddedebilir.

#### Deney verilerini dikkatle yorumlayın

Jominy uçtan su verme mesafesi, belirlenmiş bir laboratuvar koşulundaki çelik tepkisini nitelendirir. Parça sertliğini öngörmek için kullanılmadan önce gerçek kesit boyutuyla, geometriyle, su verme şiddetiyle ve üretim soğutmasıyla ilişkilendirilmelidir.

Jominy mesafesi, bir parçadaki fiziksel derinlikle aynı değildir. Bir mil, levha, dişli veya dövme parça üç boyutlu olarak soğur ve yüzeyden merkeze soğuma geçmişi; kesit boyutuna, şekle, köşelere, kütle yoğunlaşmasına, fırından çıkarma ve soğutma ortamına aktarma süresine, karıştırmaya, soğutucu sıcaklığına ve soğutucu koşuluna bağlıdır. Kalın dairesel bir kesitin merkezi, yüzey sertliği testi tatmin edici görünse bile gerekli sertliği karşılayamayacak kadar yavaş soğuyabilir.

Grossmann analizi, laboratuvar sertleşebilirliği ile parça geometrisi arasında bağlantı sağlar. Çeliğin tepkisini su verme şiddetinden ayırır ve ideal kritik çapı gerçek kesit ve soğuma koşuluyla ilişkilendirir. Jominy verileri çeliği karakterize eder; Grossmann kavramları ise bu çelik ve su verme işlemiyle gerekli kesitin sertleştirilip sertleştirilemeyeceğini değerlendirmeye yardımcı olur. Sonuç; sertlik taramaları, metalografik inceleme ve gerektiğinde üretim denemeleriyle doğrulanmalıdır.

Bu nedenle savunulabilir bir seçim, fırın çevrimi belirlenmeden önce çelik tanımını, karbon ve alaşım sınırlarını, H-band veya eşdeğer sertleşebilirlik gerekliliğini, hedef mikroyapıyı, tanımlanmış konumlardaki gerekli sertliği, kesit boyutunu ve su verme kısıtlamalarını belirtmelidir. Sıcaklık, bekletme süresi, ısıtma hızı ve soğuma hızı birlikte etki eder; nominal çelik kalitesi değişmeden kalsa bile bunlardan birinin değiştirilmesi sonucu değiştirebilir.

## 4. Geleneksel Kesit Boyunca Sertleştirme Rotasının Seçilmesi

Geleneksel kesit boyunca sertleştirme, yalnızca yüzeyi sertleştirmek yerine parçanın tamamının östenitlenmesi, su verilmesi ve menevişlenmesi anlamına gelir. Bu yöntem, parçanın belirli bir derinlik boyunca sertlik, dayanım ve tokluğun kontrollü bir bileşimine ihtiyaç duyduğu durumlarda seçilir. Karar süreci, öncelikle su verilmiş halde gerekli olan sertlik ve bu sertliğin hangi derinlik boyunca elde edilmesi gerektiği ile başlamalıdır. ASM International, *Sertleştirme için Çelik Seçimi* (1991) adlı yayında, bu iki gerekliliğin çelik seçimini esas olarak belirlediğini; bunların fırın sıcaklığı seçimiyle birbirinin yerine geçemeyeceğini belirtmiştir.

Sertleşebilirlik, ilgili malzeme özelliğidir. Sertlik, işlem sonrasında batmaya karşı direnci ifade ederken sertleşebilirlik, belirli bir soğutma çevrimi altında bir çeliğin ne kadar derinlikte ve ne ölçüde homojen olarak sertleşmiş bir yapı oluşturabileceğini ifade eder. Bir C45 kesiti ile bir 42CrMo4 kesiti benzer yüzey sertliklerine ulaşabilir; ancak alaşım içeriği, kesit boyutu, önceki östenit tane boyutu ve soğutma koşulları dönüşümü etkilediğinden sertlik profilleri büyük ölçüde farklı olabilir. SAE J1268:1995, standart uçtan su verme verileri belirlenmiş karbonlu ve alaşımlı H-bandı çelikleri için minimum ve maksimum sertleşebilirlik sınırlarını belirtir. Bu nedenle Jominy uçtan su verme sonuçları ve Grossmann yöntemleri, bir kaliteyi bir parçayla karşılaştırmaya yardımcı olur; ancak üretim denemelerine duyulan gereği ortadan kaldırmaz.

ISO 683-1:2016, genel olarak su verilmiş ve menevişlenmiş, austemperlenmiş, alevle sertleştirilmiş, indüksiyonla sertleştirilmiş ve bazı durumlarda normalize edilmiş makine parçalarında kullanılmak üzere tasarlanan alaşımsız çelikleri kapsar. ISO 4885:2018, bu rotayı tanımlamak için kullanılan ısıl işlem terminolojisini ve demir-karbon faz tanımlarını sağlar. Seçilen kalite ayrıca bileşim, kesit boyutu, mekanik özellikler, kaynaklanabilirlik ve muayene gerekliliklerini karşılamalıdır. Çekirdek, kabul edilemez çatlama olmadan gerekli yapıya ulaşamıyorsa veya elde edilen sertlik sonraki talaşlı imalatı uygulanamaz hâle getiriyorsa kesit boyunca sertleştirme rotası uygun bir seçim değildir.

### Östenitleme ve tane boyutu kontrolü

İlk adım, aşırı ısıl gradyanları ve yüzey hasarını önleyecek bir hızla östenitik aralığa ısıtmaktır. Belirlenen östenitleme sıcaklığı; kaliteye, önceki duruma, fırın atmosferine, kesit kalınlığına, yükleme düzenine ve gerekli tane boyutuna bağlıdır. Bekletme süresi, kesitin en soğuk bölümünün sıcaklığa ulaşması ve gerekli çözünme ile homojenleşmenin gerçekleşmesi için yeterli olmalıdır. Bu işlem, her parçayı sabit bir “milimetre başına dakika” programına yerleştirmekten ibaret değildir.

Aşırı sıcaklık veya süre, östenit tane büyümesini teşvik eder. İri önceki östenit taneleri tokluğu azaltabilir, su verme çatlağına duyarlılığı artırabilir ve dönüşüm davranışını değiştirebilir. Ayrıca parça daha az homojen dönüştüğü için boyutsal değişkenliği kötüleştirebilir. Bu nedenle gerekli yapıyı oluşturan, yeterliliği doğrulanmış en düşük östenitleme koşulu, gereksiz ölçüde yüksek bir fırın ayarına kıyasla genellikle tercih edilir. Bu, yetersiz ısıtmanın kabul edilebilir olduğu anlamına gelmez: çözünmemiş karbürler, tamamlanmamış östenitleme veya yetersiz sıcaklık eşitlemesi düşük sertliğe ve düzensiz bir profile yol açabilir.

Tane boyutu kontrolü yalnızca fırın sıcaklığından ibaret değildir. Çeliğin temizliği, önceki sıcak şekillendirme işlemleri, normalizasyon veya tavlama geçmişi, ısıtma hızı, fırın yüklemesi ve kritik sıcaklıkların üzerindeki bölgede geçirilen sürenin tamamı önem taşır. ASTM International’ın 2024 tarihli ısıl işlem kursu; östenitleme, tane boyutu kontrolü, mekanik özellik gereklilikleri ve tavlama, normalizasyon, su verme-menevişleme ve çift menevişleme gibi proses seçeneklerini şartname faktörleri olarak tanımlar. Kesit büyük olduğunda veya özellik toleransı dar olduğunda, fırın kalibrasyonu ve termokupl yerleşimi zorunludur.

![Çelik Isıl İşlem Süreci Seçimi: Standartlara Dayalı Kılavuz](/images/uploads/64cf0bf6-7e7f-4b3b-8165-29006ad035a5/wiki-inline-a-steel-shaft-with-a-keyway-undergoing-quenching-showing-uneven-cooling-transfor-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/64cf0bf6-7e7f-4b3b-8165-29006ad035a5/wiki-inline-a-steel-shaft-with-a-keyway-undergoing-quenching-showing-uneven-cooling-transfor-1920x1094.avif "Görseli büyüt — Çelik Isıl İşlem Süreci Seçimi: Standartlara Dayalı Kılavuz")Quench severity must be matched to section size and geometry to control cracking and distortion.

### Su verme: soğutma şiddeti, çatlama ve çarpılma

Östenitlemeden sonra parça, aşırı difüzyon gerçekleşmeden önce ilgili perlit ve beynit dönüşüm aralıklarından geçecek kadar hızlı soğutulur; böylece çeliğin ve kesit boyutunun izin verdiği bölgelerde martensit oluşur. Gerekli soğutma hızı, mevcut en hızlı hız değildir. Gerekli sertlik profilini oluştururken ısıl ve dönüşüm gerilmelerini parçanın toleransları içinde tutan hızdır.

Su, polimer çözeltisi, yağ, gaz ve kesintili veya kademeli su verme farklı soğutma şiddetleri sağlar. Su, yüksek yüzey soğutması sağlayabilir; ancak özellikle keskin köşelerde, kama kanallarında, deliklerde ve et kalınlığının değiştiği bölgelerde şiddetli gradyanlara yol açabilir. Yağ genellikle daha düşük şiddetlidir; gaz basıncı ve polimer konsantrasyonu ise doğrulanmış sınırlar içinde ayarlanabilir. Karıştırma, banyo sıcaklığı, yük düzeni, transfer süresi ve soğutma ortamının kirlenmesi gerçek soğutma çevrimini değiştirir. Bu nedenle soğutma ortamının yalnızca nominal adı bir proses şartnamesi değildir.

Su verme şiddeti, bir hız yarışı değil, parça tasarımıyla ilgili bir konudur. Kalın bir milin merkezini sertleştirmek için önemli ölçüde soğutma gerekebilirken, ince bir dişli dişi aynı koşul altında çatlayabilir. Geometri, yerel ısı çekimini ve gerilme yığılmasını belirler. Yuvarlatmalar, geniş geçişler, homojen et kalınlığı, doğru fikstürleme ve kontrollü yönlendirme, parça tanka ulaşmadan önce çarpılma ve çatlamayı azaltabilir. En kısa çevrimden ziyade ısıl gradyanların azaltılması daha önemli olduğunda martemperleme seçilebilir; bu yöntemde son dönüşümden önce sıcaklık, martensit başlangıç aralığının üzerinde eşitlenir. Austemperleme ise izotermal bekletme altında beynitik yapılar oluşturan farklı bir rotadır ve sıradan su verme-menevişleme işleminin yerine geçen bir yöntem olarak değerlendirilmemelidir.

### Menevişleme ve nihai özellik dengesi

#### Menevişleme gereği

Belirlenmiş menevişleme işlemi uygulanmadan sertleştirilmiş bir parçayı serbest bırakmayın. Menevişlenmemiş martenzit yüksek artık gerilme taşıyabilir ve taşıma, işleme veya hizmet sırasında çatlayabilir.

Yeni su verilmiş çelik nadiren doğrudan kullanıma hazırdır. Martensit serttir; ancak yüksek artık gerilme taşır ve kalıntı östenit içerebilir. Menevişlenmemiş bir parça; elleçleme, talaşlı imalat veya kullanım sırasında çatlayabilir. Menevişleme, su verilmiş çeliğin ilgili dönüşüm sıcaklığının altında yeniden ısıtılmasını ve karbonun yeniden dağılması, karbür oluşumu, gerilme giderme ve mekanik özelliklerde amaçlanan değişimin gerçekleşmesi için yeterince bekletilmesini içerir. Menevişleme sıcaklığı yükseldikçe sertlik ve dayanım genel olarak azalırken tokluk ve boyutsal kararlılık çoğunlukla iyileşir; ancak tepki büyük ölçüde kaliteye ve başlangıç yapısına bağlıdır.

Nihai hedef maksimum sertlik değil, özellikler arasında bir dengedir. Bir yatak yuvası, basınç yükü altındaki mil ve darbe yükü altındaki pim, aynı nominal kaliteyi paylaşsalar bile farklı menevişleme koşulları gerektirebilir. Menevişleme artık gerilmeyi ve boyutsal değişimi de etkiler; bu nedenle şartname, sertliğin ölçüleceği konumu, uygulanabildiği durumlarda çekme veya darbe gerekliliklerini, izin verilen çarpılmayı ve meneviş gevrekleşmesi ya da istenmeyen karbür reaksiyonlarıyla ilişkili yasaklanmış menevişleme aralıklarını içermelidir.

Çift menevişleme; yüksek alaşımlı çelikler, takım çelikleri ve kalıntı östenitin ilk menevişleme veya bunu izleyen soğuma sırasında dönüştüğü parçalar için şart koşulabilir. İkinci menevişleme, yeni oluşmuş menevişlenmemiş martensiti işlemden geçirir ve gecikmiş boyutsal değişim veya çatlama riskini azaltır. Her karbonlu veya düşük alaşımlı çelik için otomatik olarak gerekli değildir.

Kesin sıcaklıklar, transfer süreleri, bekletme süreleri, ısıtma hızları, soğutma hızları ve menevişleme aralıkları; kalite standardından, ısıl işlem şartnamesinden, parça geometrisinden, fırın ve soğutma ortamı uygulamasından ve doğrulanmış proses verilerinden alınmalıdır. ScienceDirect’te 2024 yılında yayımlanan çalışma, çelik türünü ve gerekli özellikleri seçim faktörleri; sıcaklık, bekletme süresi, ısıtma hızı ve soğutma hızını ise birbiriyle etkileşen değişkenler olarak tanımlar. Bu nedenle savunulabilir bir kesit boyunca sertleştirme rotası; genel bir fırın reçetesinden kopyalanarak değil, sertlik taramaları, mikroyapı kontrolleri, çarpılma ölçümleri ve gerektiğinde Jominy veya üretim parçası doğrulaması yoluyla yeterliliği kanıtlanarak belirlenir.

## 5. Normalizasyon, Tavlama veya Gerilim Giderme İşleminin Doğru Seçim Olduğu Durumlar

Her bileşenin su verme işlemine tabi tutulması gerekmez. Gerekli özellik işlenebilirlik, boyutsal kararlılık veya kontrollü bir başlangıç ferrit-perlit yapısı ise, daha yavaş bir soğutma işlemi su verme ve temperleme çevriminden daha savunulabilir olabilir. Seçim yine çelik kalitesiyle, başlangıç mikroyapısıyla, kesit kalınlığıyla, önceki şekillendirme veya kaynak geçmişiyle ve ardından gerçekleştirilecek işlemlerle başlar. İşlemi yalnızca sıcaklık tanımlamaz: bekletme süresi, ısıtma hızı, soğutma hızı ve kesitin ısıl tepkisi birlikte rol oynar.

ASM International, *Steel Selection for Hardening* (1991) adlı yayında “sertleştirme için çelik seçimi, öncelikle gerekli su verilmiş sertlik ve bu sertliğin yüzeyin altında ne kadar derinliğe kadar uzanması gerektiği tarafından belirlenir” ifadesine yer verir. Sertleştirmenin gerekli olduğu durumlarda bu ölçüt önemlidir; ancak her çelik parçanın sertleştirilmesini gerekçelendirmez. ISO 683-1:2016; su verilmiş ve temperlenmiş, austemperlenmiş, alevle sertleştirilmiş, indüksiyonla sertleştirilmiş ve bazı durumlarda normalize edilmiş makine parçalarında kullanılmak üzere tasarlanmış alaşımsız çelikleri kapsar. Bu nedenle belirtilen teslimat durumu ve amaçlanan kullanım da kararın bir parçasını oluşturur.

### Yumuşatma ve işlenebilirlik için tavlama

Tavlama, malzemenin daha yumuşak hâle gelmesi, kesmeye karşı direncinin azalması veya işleme sırasındaki tepkisinin daha az değişken olması gerektiğinde seçilir. Tam tavlama genellikle östenit bölgesine kadar ısıtmayı ve ardından fırında yavaş soğutmayı içerir; bu işlem, birçok sade karbonlu ve düşük alaşımlı çelikte nispeten kaba bir ferrit-perlit yapısı oluşturur. Kesin sonuç; karbon içeriğine, alaşım elementlerine, önceki deformasyona ve kesit boyutuna bağlıdır. C45E gibi ötektoid altı bir çelik, daha yüksek karbonlu bir takım çeliği veya krom-molibden kalitesiyle aynı şekilde tepki vermez.

Yumuşatma, kesme kuvvetlerini ve takım aşınmasını azaltabilir; ancak “tavlanmış” ifadesi “işlenebilir” ifadesinin evrensel eş anlamlısı değildir. Küreselleştirme tavlaması, yüksek karbonlu çelikler için daha uygun olabilir; çünkü yuvarlak sementit parçacıkları işleme direncini düşürür ve sertleştirme öncesinde şekillendirilebilirliği iyileştirir. Buna karşılık aşırı tane büyümesi tokluğu azaltabilir ve sonraki işlem için elverişsiz bir başlangıç yapısı bırakabilir. İnce kesitler kalın kesitlerden daha hızlı soğurken, büyük dövmeler sert bir dış bölge ile daha yumuşak bir çekirdek oluşmasını önlemek için uzun süreli sıcaklık eşitleme gerektirebilir.

Önceki işlem geçmişi kontrol edilmelidir. Soğuk şekillendirme dislokasyon yoğunluğunu artırır ve yönlenmiş özellikler oluşturabilir; tavlama bu durumun büyük bölümünü ortadan kaldırabilir. Kaynaklı bir bileşen farklı yapılara sahip bir ergime bölgesi, ısıdan etkilenmiş bölge ve ana metal içerebilir; dolayısıyla tek bir fırın çevrimi her yerde aynı özellikleri oluşturmayabilir. ASTM International’ın 2024 tarihli ısıl işlem kursu, tavlama, tane boyutu kontrolü ve mekanik özellik gerekliliklerini ayrı şartname faktörleri olarak sıralar. Bu ayrım yararlıdır: amaç yalnızca sertliği düşürmek değil, belirtilmiş bir yapı ve sonraki işleme öngörülebilir bir tepki elde etmektir.

### Yapı ve özellik ayarlaması için normalizasyon

Normalizasyon genellikle dövme, haddeleme veya diğer ısıl işlemlerden sonra yapıyı yeniden oluşturmak ya da ayarlamak için seçilir. Çelik östenit aralığına kadar ısıtılır ve durgun havada soğutulur; böylece fırında tavlamaya göre daha yüksek bir soğuma hızı elde edilir. Birçok karbonlu ve düşük alaşımlı çelikte bu işlem daha ince bir ferrit-perlit yapısı oluşturur, tam tavlanmış duruma kıyasla dayanımı artırır ve önceki işlemlerden kaynaklanan bazı bantlaşmaları veya homojensizlikleri azaltır.

Martenzitik bir yüzey tabakası veya yüksek kesit boyunca sertlik gerektiğinde normalizasyon, su verme işleminin yerine geçmez. Normalizasyon kontrollü bir başlangıç durumudur; kendiliğinden nihai yüksek dayanımlı bir durum anlamına gelmez. Özellikle bileşenin dövme geçmişi belirsiz olduğunda, işleme veya daha sonraki östenitleme öncesinde bir ön işlem olarak da kullanılabilir. Tane inceltme gerektiğinde birden fazla normalizasyon çevrimi belirtilebilir; ancak tekrarlanan ısıtma tufalı, dekarbürizasyonu, çarpılmayı ve üretim süresini artırabilir.

Kesit kalınlığı soğuma hızını ve dolayısıyla nihai özellikleri değiştirir. Küçük bir normalize edilmiş mil, aynı kalitedeki kalın bir plakaya kıyasla daha ince perlit ve daha yüksek dayanım geliştirebilir. Geometri de önemlidir: kesitteki ani değişimler farklı soğuma koşulları ve artık gerilmeler oluşturabilir. ISO 4885:2018, bu dönüşümleri doğru biçimde tanımlamak için demir esaslı malzemelerin ısıl işlemine ve demir-karbon faz ilişkilerine ilişkin kontrollü terminolojiyi sağlar. Buna karşılık SAE J1268:1995, karbonlu ve alaşımlı H-bandı çelikleri için minimum ve maksimum sertleşebilirlik sınırlarını tanımlar; bu sınırlar, bir çeliğin soğumaya verdiği tepkiyi normalizasyon çevriminin kendi sonucundan ayırt etmeye yardımcı olur.

### İşleme ve kaynak öncesinde veya sonrasında gerilim giderme

Gerilim giderme, tam tavlama veya temperlemeyle eşdeğer olmaksızın artık gerilmeyi azaltır. Bileşen dönüşüm aralığının altında ısıtılır, sıcaklığın eşitlenmesi ve gerilmelerin gevşemesi için yeterince uzun süre bekletilir, ardından kontrollü biçimde soğutulur. İşlem çeliği kasıtlı olarak yeniden östenitleştirmediğinden, tavlamanın ferrit-perlit yapısını veya su verme ve temperleme işleminin temperlenmiş martenzitini oluşturacakmış gibi belirtilmemelidir.

İşleme öncesinde gerilim giderme, bir döküm parçadan, dövmeden, alevle kesilmiş plakadan veya yoğun biçimde soğuk şekillendirilmiş bir taslaktan malzeme kaldırıldığında oluşabilecek hareketi azaltabilir. Bu, nihai ölçülerin sıkı toleranslı olduğu ve dengesiz bir gerilme alanının kaba işlemede eğilmeye yol açabileceği durumlarda değerlidir. Uygulanabilir bir sıra, şekillendirmeden hemen sonra doğrudan finiş işleme yapmak yerine kaba işleme, gerilim giderme ve finiş işleme olabilir.

Kaynak sonrasında gerilim giderme, artık gerilmeleri azaltabilir ve kullanım sırasında veya sonraki işleme sırasında boyutsal değişim riskini düşürebilir. Ancak kaynak metali ile ısıdan etkilenmiş bölge arasındaki farklılıkları ortadan kaldırmaz; kötü birleşim tasarımını, hidrojen hasarını veya uygun olmayan bir kaynak prosedürünü de düzeltmez. Kalın kesitlerde ısıtma ve soğutma gradyanlarına dikkat edilmelidir; fırına hızlı yükleme, düzensiz destekleme veya bölgesel ısıtma yeni çarpılmalar oluşturabilir. ASTM’nin işlem listesi, gerilmeyle ilgili gereklilikleri östenitleme, normalizasyon, tavlama, su verme ve temperleme uygulaması ve çift temperleme ile birlikte sıralar; bunun nedeni bu işlemlerin farklı özellik sorunlarına yanıt vermesidir. Bu nedenle seçim, en şiddetli ısıl çevrimi uygulama alışkanlığına değil, gerekli nihai duruma göre yapılmalıdır.

## 6. Dönüşüm ve Çarpılmayı Yönetmek İçin Östemperleme ve Martemperlemeyi Seçme

### Östemperleme ve beynitik dönüşüm

Östemperleme, yalnızca soğutma ortamını değiştirmek yerine dönüşüm yolunu değiştirir. Çelik, östenitik aralığa kadar ısıtılır, perlit bölgesinden geçecek kadar hızlı soğutulur ve ardından beynitin oluştuğu bir sıcaklıkta tutulur. İş parçası, östenitin gerekli kısmı dönüşene kadar bu sıcaklıkta tutulur; daha sonra oda sıcaklığına soğutulur. Bunun sonucunda, doğrudan soğutmayla oluşan ağırlıklı olarak martenzitik yapı yerine, bazen kalıntı östenit içeren beynit elde edilir.

Tutma sıcaklığı, oluşan ürünün üst beynit mi yoksa alt beynit mi olacağını belirlerken, süre dönüşümün ilerlemesini kontrol eder. Seçilen çevrim, genel bir “beynit sıcaklığı” kavramına değil, çeliğin zamana-sıcaklığa-dönüşüm davranışına dayanmalıdır. Alaşım elementlerinin ilavesi dönüşüm eğrilerini kaydırır ve perlit oluşumunu önlemek için gereken süreyi değiştirir. Karbon, mangan, krom, molibden ve nikelin tümü bu davranışı etkiler.

Östemperleme, doğrudan soğutmayla ilişkili dik termal gradyanları azaltabilir ve dayanım, tokluk ve boyutsal kararlılığın yararlı bir bileşimini sağlayabilir. Ancak her su verme ve menevişleme işlemi için otomatik olarak daha düşük çarpılmalı bir alternatif değildir. Kesit çok kalınsa yüzey beynitik aralığa girerken çekirdek hâlâ çok sıcak olabilir veya çekirdek, gerekli yapıyı sağlayamayacak kadar yavaş dönüşebilir. Dönüşümün tamamlanamaması, aşırı miktarda kalıntı östenit veya karma bir mikroyapı bırakabilir.

Gerekli sertlik, ilk eleme kriteri olmaya devam eder. ASM International, *Steel Selection for Hardening* (1991) adlı yayında “sertleştirme için çelik seçimi, öncelikle gerekli su verilmiş sertlik ve bu sertliğin yüzeyin altında ne kadar derinliğe kadar uzanması gerektiği tarafından belirlenir” ifadesine yer vermiştir. Östemperleme açısından bu soruya ikinci bir soru eşlik etmelidir: Perlit veya diğer istenmeyen ürünler oluşmadan önce, kritik kesitin tamamı beynitik dönüşüm aralığına ulaşabilir ve bu aralıkta kalabilir mi?

Çelik sınıfı önem taşır. ISO 683-1:2016, genel olarak su verilmiş ve menevişlenmiş, östemperlenmiş, alevle sertleştirilmiş, indüksiyonla sertleştirilmiş ve bazı durumlarda normalize edilmiş makine parçalarında kullanılmak üzere tasarlanan alaşımsız çelikleri kapsar. Bu ifade, standart kapsamındaki her sınıfın aynı kesit boyutunda aynı beynitik yapıyı oluşturabileceği anlamına gelmez. C45 gibi sade karbonlu bir sınıfın östemperleme derinliği sınırlı olabilirken, daha yüksek sertleşebilirliğe sahip alaşımlı sınıflar, gerçek bileşimlerine ve tedarik edilen sertleşebilirlik verilerine bağlı olarak daha kalın kesitleri destekleyebilir.

### Martemperleme ve azaltılmış termal gradyanlar

Martemperleme, diğer adıyla martenzit kademeli su verme, soğutmayı martenzit başlangıç sıcaklığının, genellikle Ms olarak gösterilen sıcaklığın, üzerinde veya yakınında kesintiye uğratır. Çelik, yüzey ile çekirdek arasındaki sıcaklık farkları azalıncaya kadar sıcak bir banyoda veya kontrollü bir gaz ortamında kısa süre tutulur. Daha sonra martenzitik aralık boyunca soğutulur ve genellikle bunu menevişleme izler.

İzotermal bainitik dönüşüm ve martemperleme dönüşümü farklı biçimlerde yönetir ve birbirinin yerine kullanılamaz.
| Yöntem | Dönüşüm amacı | Son yapı | Başlıca seçim kaygısı |
|---|---|---|---|
| İzotermal bainitik dönüşüm | İzotermal bainitik dönüşüm | Bainit, bazen kalıntı östenitle birlikte | Kesit, mevcut bainitik dönüşüm aralığı içinde dönüşüm geçirmelidir |
| Martemperleme | Martenzit oluşmadan önce sıcaklığı eşitlemek | Menevişlemeden sonra menevişlenmiş martenzit | Banyo kontrolü ve zamanlama, istenmeyen dönüşüme izin vermeden çarpılmayı sınırlamalıdır |
| Doğrudan su verme ve menevişleme | Sürekli soğuma sırasında martenzit oluşturmak, ardından menevişlemek | Menevişlenmiş martenzit | Su verme şiddeti, çatlama olmadan gerekli derinliğe ulaşmalıdır |

Ayrım doğrudandır: Östemperlemede çelik, beynitin oluşmasına yetecek kadar uzun süre tutulur; martemperlemede ise martenzit oluşumu geciktirilir, ancak amaç beynit üretmek değildir. Martemperleme sonrasındaki nihai yapı normal olarak menevişlenmiş martenzittir. Menevişleme zorunludur; çünkü menevişlenmemiş martenzit yüksek artık gerilme taşır ve gevrek olabilir.

Doğrudan yağ veya suyla yapılan bir su verme işlemi, yüzeyi iç kısımdan çok daha hızlı soğutabilir. Bu fark termal gerilme oluştururken, daha sonra meydana gelen martenzitik dönüşüm de dönüşüm gerinimi oluşturur. Martemperleme, dönüşüm başlamadan önce sıcaklık farkını daraltır; böylece iki gerilme kaynağının birbirini güçlendirme olasılığı azalır. Bu nedenle özellikle kesitinde keskin değişimler, kama yuvaları, delikler veya asimetrik geometri bulunan bileşenlerde çarpılma ve çatlama riski azalabilir.

Bununla birlikte, kontrol hâlâ zorludur. Banyonun yeterli kapasiteye, kararlı sıcaklığa, etkili sirkülasyona ve bileşen yüküne karşı bilinen bir davranışa sahip olması gerekir. Çok uzun süre tutma, beynit veya perlit oluşmasına izin verebilir; dengeleme tutmasından sonra çok yavaş soğutma ise martenzitik olmayan ürünler oluşturabilir. Çekirdek sıcaklığa yetişirken yüzeyde erken dönüşümü önlemek için seçilen banyo sıcaklığı ayrıca Ms'nin üzerinde kalmalı veya Ms'ye yeterince yakın olmalıdır.

### İşleme uygunluğu, kesit boyutu ve çeliğin sertleşebilirliği

Her iki işlem de yalnızca yağda su vermenin çarpılmaya neden olması gerekçesiyle seçilmemelidir. Karar; bileşim, sertleşebilirlik, kesit boyutu, geometri, hedef yapı, mekanik özellikler ve ekipman kapasitesinin birlikte değerlendirilmesini gerektirir. ISO 4885:2018, bu dönüşümleri tutarlı biçimde tanımlamak için demir esaslı malzemelerin ısıl işlem terminolojisini ve demir-karbon faz ilişkilerini sağlar.

Sertleşebilirlik, sertlikle aynı şey değildir. Sertlik, işlem sonrasındaki batmaya karşı direnci tanımlarken; sertleşebilirlik, belirlenmiş soğutma koşulları altında bir çeliğin amaçlanan dönüşümü ne kadar derinlikte geliştirebileceğini tanımlar. SAE J1268:1995, standart alın su verme verilerini kullanarak karbonlu ve alaşımlı H-bandı çelikleri için minimum ve maksimum sertleşebilirlik sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar, bir sınıfın çubuk, dişli dişi, mil veya levhanın merkezinde gerektiği şekilde dönüşüp dönüşemeyeceğinin belirlenmesine yardımcı olur.

Bu nedenle Jominy alın su verme verileri ve kesit boyutuna ilişkin hesaplamalar, fırın programlamasından önce yapılmalıdır. Sertleşebilirliği düşük bir çelik, ince bir östemperlenmiş bileşen için uygun olabilir; ancak kalın bir kesit boyunca beynit oluşturamayabilir. Sertleşebilirliği yüksek bir çelik, martemperleme sırasında büyük bir kesitin tamamında martenzite ulaşabilir; ancak alaşım içeriği Ms'yi kaydırabilir, tutma sürelerini uzatabilir ve kalıntı östenit riskini artırabilir. Geometri, düzgün bir test çubuğunda başarılı olan bir işlemin başarısız olmasına neden olabilir.

Hedef yapı, teknik resim veya işlem şartnamesinde belirtilmelidir: tanımlanmış bir sertlik aralığına sahip beynit ya da belirlenmiş sertlik, tokluk ve boyutsal sınırları olan menevişlenmiş martenzit. ASTM International'ın 2024 tarihli ısıl işlem kursu; östenitleme, tane boyutu kontrolü, su verme ve menevişleme uygulaması, çift menevişleme ve mekanik özellik gerekliliklerini şartname faktörleri olarak tanımlar. Sıcaklık, ısıtma hızı, tutma süresi ve soğutma hızı birbiriyle etkileşim içindedir; diğerlerini yeniden değerlendirmeden bunlardan birini değiştirmek işlemi geçersiz kılabilir.

Beynitik özelliklerin kabul edilebilir olduğu küçük ve düzgün parçalar için östemperleme, azaltılmış çarpılma sağlayan kontrollü bir yol sunabilir. Menevişlenmiş martenzit gerektiren ve su verme sırasında daha iyi boyutsal kontrol isteyen parçalar için martemperleme genellikle daha tutarlı bir seçimdir. Her iki durumda da banyo homojenliği, yükün düzenlenmesi, aktarma süresi ve işlem sonrası doğrulama, seçilen dönüşüm yolunun yalnızca fırın kaydında değil, bileşenin kendisinde de gerçekleşip gerçekleşmediğini belirler.

## 7. Yüzey ve Sementasyonla Sertleştirme Proseslerinin Seçilmesi

Yüzey ve sementasyonla sertleştirme, bir parçanın daha tok bir iç yapıdan ödün vermeden aşınmaya ve yorulmaya dayanıklı bir yüzeye ihtiyaç duyduğu durumlarda seçilmelidir. Tüm kesitte sertleştirme, yapıyı kesit boyunca değiştirir: östenitleme ve su verme sonrasında, belirtilen çelik sertleşebilirliğinin izin verdiği derinliğe kadar martensit, beynit veya temperlenmiş bir bileşim geliştirir. Sementasyon işlemi ise sertliği yüzeye yakın bölgede yoğunlaştırır ve çekirdeği daha düşük sertlikte, genellikle daha yüksek toklukta bırakır.

Kararı, sertlik ile sertleşebilirlik arasındaki ayrım belirler. Sertlik, belirli bir konumda elde edilen direnci; sertleşebilirlik ise tanımlanmış bir ısıl çevrim sırasında bir çeliğin amaçlanan sertleşmiş yapıyı ne kadar derinlikte geliştirebileceğini ifade eder. ASM International, *Steel Selection for Hardening* (1991) adlı yayında, seçimin öncelikle su verilmiş durumda gerekli olan sertlik ile bu sertliğin yüzeyin altında ne kadar derinliğe kadar uzanması gerektiğine göre belirlendiğini belirtmiştir. Sementasyonla sertleştirilmiş bir dişlide bu derinlik, belirli bir sertlik değerinde milimetre cinsinden belirtilirken çekirdek için ayrıca çekme dayanımı, darbe tokluğu veya sertlik aralığı gerekebilir.

Bu nedenle proses spesifikasyonu yalnızca fırın sıcaklığını belirtmemelidir. Sementasyon derinliği, yüzey sertliği, çekirdek özellikleri, karbon veya azot potansiyeli, ısıtma ve bekletme süresi, su verme koşulları, bileşik tabaka sınırları, deformasyon payı ve işlem sonrası finisaj aynı kararın parçasıdır. ISO 4885:2018, demir esaslı ısıl işlem için kontrollü terminolojiyi sağlar ve bir demir-karbon faz tablosu içerir; teknik bir spesifikasyonda sementasyon, nitrürleme, su verme, temperleme ve difüzyon proseslerini birbirinden ayırırken yararlıdır.

![Çelik Isıl İşlem Süreci Seçimi: Standartlara Dayalı Kılavuz](/images/uploads/659b6efe-de7a-40d3-b4e9-6f9949e34995/wiki-inline-a-polished-cross-section-of-a-carburized-steel-gear-tooth-showing-a-hard-martens-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/659b6efe-de7a-40d3-b4e9-6f9949e34995/wiki-inline-a-polished-cross-section-of-a-carburized-steel-gear-tooth-showing-a-hard-martens-2027x2560.avif "Görseli büyüt — Çelik Isıl İşlem Süreci Seçimi: Standartlara Dayalı Kılavuz")Case hardening places high surface hardness over a core selected for toughness and support.

### Sertleştirilmiş sementasyon tabakaları için sementasyon ve karbonitrürleme

Sementasyon, genellikle çeliğin kritik dönüşüm aralığının üzerindeki sementasyon sıcaklıklarında, düşük karbonlu bir çeliğin östenitik yüzeyine karbon ekler. Zenginleştirilmiş tabaka daha sonra su verilir; bunun sonucunda yüzeyde yüksek karbonlu martensit, daha düşük karbonlu çekirdekte ise daha tok ve daha düşük sertlikte bir yapı oluşur. EN ISO 683-3 kapsamında belirtilen 16MnCr5 ve SAE 8620 gibi düşük karbonlu alaşımlı çelikler, gerekli yüzey tabakası ve çekirdek özelliklerinin birlikte seçildiği yaygın örneklerdir. Krom, mangan, molibden ve nikel gibi alaşım elementleri sertleşebilirliği, kalıntı östeniti, dönüşüm davranışını ve deformasyonu etkiler.

Karbonitrürleme, genellikle sementasyona kıyasla daha düşük sıcaklıkta ve daha sığ bir derinlikte hem karbon hem de azot kazandırır. Eklenen azot, yüzey sertliğini ve sertleşebilirliği artırabilir; ancak aşırı azot veya karbon potansiyeli kalıntı östenit, karbürler ya da kabul edilemeyecek ölçüde gevrek bir yüzey oluşturabilir. Bu işlem çoğunlukla küçük parçalar, ince kesitler ve nispeten sığ bir tabakanın yeterli olduğu parçalar için değerlendirilir. Temas gerilmesi yüzeyin oldukça altına nüfuz ettiğinde derin sementasyonun yerine geçmez.

Atmosfer karbon potansiyeliyle, karbonitrürlemede ise ayrıca azot potansiyeliyle kontrol edilmelidir. Nominal bir sıcaklık sonucu tanımlayamaz. Gaz akışı, fırın yüklemesi, transfer süresi, su verme şiddeti ve çeliğin başlangıç tane boyutu tabaka uniformitesini etkiler. Karmaşık dişliler, kamalar, kör delikler ve keskin geçişler eşit olmayan ısınmaya, atmosfer erişimine ve soğuma hızlarına yol açar. Bu özellikler aşırı tabaka büyümesine, yumuşak bölgelere, su verme çatlaklarına veya boyutsal değişime neden olabilir.

Sementasyon uygulanmış parçalar normal olarak su verme ve temperleme işlemlerini, ardından taşlama, honlama veya başka bir finisaj işlemini gerektirir. İşlemden önce işleme payı belirlenmelidir; çünkü fazla malzeme kaldırılması etkin sementasyon derinliğini azaltabilir veya kabul edilemeyecek miktarda kalıntı östenit içeren bir bölgeyi açığa çıkarabilir. Su verme sonrasında doğrultma işlemi de çatlamayı önlemek ve belirtilen sertlik profilini korumak için kontrollü olarak yapılmalıdır.

### Nitrürleme ve difüzyon kaplamaları

Nitrürleme, genellikle parçanın tamamını östenitlemeden ve su vermeden, ferritik veya alaşımlı çelik bir yüzeye azot kazandırır. Alüminyum, krom, molibden ve vanadyum gibi alaşım elementleri, yüzey sertliğini artıran ve yapışmalı ve abrazif aşınmaya karşı direnci iyileştiren ince alaşım nitrürleri oluşturur. Gaz nitrürleme, plazma nitrürleme ve tuz banyosunda nitrürleme; azot beslemesi, iyon veya gaz kontrolü, sıcaklık uniformitesi ve işlem süresi bakımından birbirinden ayrılır.

Nitrürleme, östenit dönüşüm sıcaklığının altında gerçekleştiğinden deformasyon çoğu zaman sementasyon ve su verme sonrasına göre daha düşüktür. Ancak deformasyon tamamen ortadan kalkmaz. Bileşik tabakalar ve nitrürlerin oluşturduğu büyüme, artık gerilme, önceki talaşlı imalat gerilmesi ve yüzey kimyasındaki düzensizlikler yine de boyutları değiştirebilir. Altlık malzeme başlangıçta yeterli dayanıma sahip olmalıdır; nitrürleme, yumuşak ve uygun olmayan bir çelikte güçlü bir çekirdek oluşturmaz. Çekirdeğin nitrürleme sıcaklığında gerekli mekanik özelliklerini koruması için nitrürleme öncesinde genellikle su verilmiş ve temperlenmiş alaşımlı çelikler belirtilir.

Bazen beyaz tabaka olarak adlandırılan bileşik tabaka, otomatik olarak bir yarar kabul edilmek yerine spesifikasyonda belirtilmelidir. Bir demir nitrür tabakası aşınma ve korozyon davranışını iyileştirebilir; ancak aşırı kalınlık tokluğu azaltabilir veya çatlama ve pullanmayı teşvik edebilir. Bunun altında yer alan difüzyon bölgesi, kademeli bir azot ve sertlik profili sağlar. Teknik resimlerde bileşik tabaka kalınlığı, difüzyon derinliği, yüzey sertliği, çekirdek sertliği ve izin verilen herhangi bir gözeneklilik belirtilmelidir.

Borürleme, kromlama ve alüminyumlama gibi difüzyon kaplamaları, bor, krom veya alüminyumun içeriye doğru difüzyonuyla yüzeyi değiştirir. Borürleme çok sert demir borürler oluşturabilirken alüminyumlama, maksimum temas yorulması sertliğinden ziyade yüksek sıcaklıkta oksidasyon direncinin daha önemli olduğu durumlarda seçilir. Bu işlemler nitrürleme ve sementasyondan kimyasal olarak farklıdır; gevrek fazları, kaplama kalınlığı, yapışma, boyutsal büyüme ve finisaj gereklilikleri yüke göre değerlendirilmelidir. Yetersiz desteklenen bir altlık üzerindeki sert bir kaplama çatlama veya tabakalar arası ayrılma yoluyla hasar görebilir.

### Alevle ve indüksiyonla sertleştirme

Alevle ve indüksiyonla sertleştirme, yalnızca yüzeyi östenitleme aralığına kadar ısıtır ve ardından hızlıca su verir. Sementasyon veya nitrürlemenin aksine, bu yöntemler genellikle yüzey kimyasını değiştirmez; çelikte mevcut karbonu martensite dönüştürür. Bu nedenle yüzey karbon içeriği, elde edilebilecek sertlik için pratik bir sınır oluşturur. C45E veya SAE 1050 gibi orta karbonlu çelikler, gerekli sertleştirilmiş derinlik ve çekirdek dayanımı kesit geometrisiyle uyumlu olduğunda uygun olabilir; düşük karbonlu çelikler ise önceden zenginleştirme yapılmadan genellikle yüksek sertlikte martensitik bir yüzey geliştiremez.

ISO 683-1:2016, su verilmiş ve temperlenmiş, beynitik sertleştirilmiş, alevle sertleştirilmiş, indüksiyonla sertleştirilmiş ve bazı durumlarda normalize edilmiş makine parçalarında kullanılmak üzere tasarlanan alaşımsız çelikleri tanımlar. Bu tanımlama, karbon içeriğinin, sertleşebilirliğin, kesit boyutunun ve teslim durumunun doğrulanması gereğini ortadan kaldırmaz. SAE J1268:1995, standart uçtan su verme verilerini kullanarak karbonlu ve alaşımlı H-bandı çelikleri için minimum ve maksimum sertleşebilirlik sınırlarını tanımlar; bu sınırlar, seçilen kalite çeliğin belirtilen derinlikte gerekli sertliği üretip üretemeyeceğini belirlemeye yardımcı olur.

Alevle sertleştirme; brülör boyutuna, alev kimyasına, ilerleme hızına, mesafeye ve su verme zamanlamasına bağlıdır. İndüksiyonla sertleştirme ise frekans, güç yoğunluğu, bobin geometrisi, kuplaj, tarama hızı ve su verme beslemesi gibi ilave değişkenleri kapsar. Daha yüksek frekans genellikle ısınmayı yüzeye daha yakın yoğunlaştırırken daha düşük frekans daha fazla nüfuziyet sağlar; ancak gerçek profil elektriksel özdirence, manyetik geçirgenliğe, geometriye ve ısıtma süresine de bağlıdır. İndüksiyon bobinleri gerekli yüzeylere ulaşabilmelidir; iç oluklar, kesintili profiller ve eşit olmayan kesitler ayrı ısıtma geçişleri veya farklı bir proses gerektirebilir.

Her iki yöntem de fırın ölçeğindeki deformasyonu sınırlayabilir; bununla birlikte dik ısıl gradyanlar artık gerilme, yumuşak bölgeler ve su verme çatlakları oluşturabilir. Yalnızca ısıtılan derinliği değil, bir sertlik kriterine göre etkin sementasyon derinliğini belirtin. Sertleştirme sonrası taşlama, temperleme, taşlama yanıklarının incelenmesi ve boyutsal doğrulama seçimi tamamlar. Savunulabilir seçim; sertlik gradyanını ve çekirdek özelliklerini yüke uyarlarken erişimi, kimyayı, ısı kaynağını, deformasyonu ve finisajı kontrol eden seçimdir.

## 8. Kararın Uygulanması: Standartlara Dayalı Seçim İş Akışı

### Adım adım seçim matrisi

Isıl işlem seçimi fırından değil, parçadan başlamalıdır. Seçim kaydındaki ilk giriş, hizmet gereksinimidir: çekme dayanımı, akma dayanımı, darbe tokluğu, yorulma performansı, aşınma direnci, işlenebilirlik, boyutsal kararlılık veya belirtilmiş bir sertlik aralığı. Yalnızca sertlik, yeterli bir tasarım gereksinimi değildir. Bir bileşen yüzey sertliği hedefini karşılayabilir; ancak uygun olmayan bir çekirdek yapısını veya aşırı artık gerilmeyi koruyabilir.

Standartlara dayalı bir seçim kaydı, hizmet gereklerini işlem kontrolleri ve kabul kanıtlarıyla ilişkilendirir.
| Karar aşaması | Gerekli soru | Kanıt veya çıktı |
|---|---|---|
| Hizmet koşulu | Hangi yükler, sıcaklıklar, temas gerilmeleri ve hasar türleri geçerlidir? | Mekanik özellik ve sertlik gerekleri |
| Malzeme kimliği | Tam kalite, standart, ürün biçimi ve teslimat durumu nedir? | Malzeme sertifikası ve geçerli malzeme standardı |
| Gerekli durum | Parça tavlanacak, normalize edilecek, gerilim giderilecek, su verilip menevişlenecek, izotermal bainitik dönüşüme tabi tutulacak veya yüzeyden sertleştirilecek mi? | Tanımlanmış metalürjik durum |
| Sertleşmiş derinlik | Hangi sertliğe ve yüzeyden itibaren hangi derinlikte ulaşılmalıdır? | Sertlik profili ve sertleşebilirlik gereği |
| Geometri | Belirleyici kesit boyutları, delikler, kama kanalları, keskin köşeler ve kalınlık geçişleri nelerdir? | Isıtma, su verme ve çarpılma değerlendirmesi |
| Isıl yol | Hangi ısıtma, östenitleme, soğutma, menevişleme veya difüzyon çevrimine izin verilmektedir? | İşlem şartnamesi ve fırın reçetesi |
| Kabul | Sertlik, yapı, boyutlar ve kusurlar nasıl kontrol edilecektir? | İnceleme planı ve serbest bırakma ölçütleri |

Seçim matrisi daha sonra her bir gereksinimi bir malzeme ve proses kararıyla ilişkilendirmelidir:

| Karar aşaması | Gerekli soru | Kanıt veya çıktı |
|---|---|---|
| Hizmet koşulu | Hangi yükler, sıcaklıklar, temas gerilmeleri ve hasar biçimleri söz konusudur? | Mekanik özellik ve sertlik gereksinimleri |
| Malzeme kimliği | Kesin kalite, standart, ürün biçimi ve teslimat durumu nedir? | Malzeme sertifikası ve geçerli malzeme standardı |
| Gerekli durum | Parça tavlanacak, normalize edilecek, gerilim giderilecek, su verilip temperlenecek, austemperlenecek veya yüzey sertleştirilecek mi? | Tanımlanmış metalurjik durum |
| Sertleşmiş derinlik | Hangi sertliğe ulaşılmalı ve bu sertlik yüzeyden itibaren hangi derinlikte elde edilmelidir? | Sertlik profili ve sertleşebilirlik gereksinimi |
| Geometri | Kontrol edici kesit boyutları, delikler, kama yuvaları, keskin köşeler ve kalınlık geçişleri nelerdir? | Yük yolu, ısıtma, su verme ve deformasyon değerlendirmesi |
| Isıl yol | Hangi ısıtma, östenitleme, soğutma, temperleme veya difüzyon çevrimine izin verilmektedir? | Proses spesifikasyonu ve fırın reçetesi |
| Kabul | Sertlik, yapı, boyutlar ve kusurlar nasıl kontrol edilecektir? | Muayene planı ve serbest bırakma kriterleri |

Malzeme kimliği kesin olmalıdır. “Orta karbonlu çelik” yeterli bir tanımlama değildir. Kayıtta, örneğin **C45**, **42CrMo4** veya geçerli standartta tam olarak yazıldığı biçimiyle başka bir tanımlama; standart numarası, ürün biçimi, döküm numarası ve teslimat durumu ile birlikte belirtilmelidir. Aynı kalitedeki normalize edilmiş bir çubuk ile tavlanmış bir çubuk fırına aynı tane yapısı, işlenebilirlik veya ısıtmaya tepki ile girmez.

ISO 683-1:2016, genel olarak su verilmiş ve temperlenmiş, austemperlenmiş, alevle sertleştirilmiş, indüksiyonla sertleştirilmiş ve bazı durumlarda normalize edilmiş makine parçalarında kullanılan alaşımsız çelikler için teslimat gerekliliklerini belirtir. Bu standart, parça resminin yerine geçmez ve tüm fırın parametrelerini belirlemez. ISO 4885:2018, demir esaslı malzemelerin ısıl işlemi için terminolojiyi ve dönüşümlerin doğru biçimde açıklanması için gerekli demir-karbon faz terminolojisini sağlar. Bunlar malzeme ve terminoloji standartlarıdır; bir tesis proses spesifikasyonu yine de ekipmanı, atmosferi, yüklemeyi, sıcaklık homojenliğini, su verme koşullarını ve muayeneyi tanımlamalıdır.

Bir sonraki karar, gerekli metalurjik rotadır. Normalize etme, talaşlı imalat veya daha sonraki sertleştirme öncesinde yapıyı inceltmek ya da koşullandırmak ve homojenliği iyileştirmek amacıyla seçilebilir. Sertliği düşürmek ve işlenebilirliği iyileştirmek için tavlama gerekebilir. Gerilim giderme, kaynak, ağır talaşlı imalat veya şekillendirme sonrasında artık gerilmeleri azaltır; ancak su verme ve temperleme işleminin yerine geçmez. Boydan boya sertleştirme, kontrol edici kesit boyunca yeterli karbon ve sertleşebilirlik gerektirir. Bunun yerine, tok bir çekirdek ve aşınmaya dayanıklı bir yüzey gerektiğinde yüzey sertleştirme uygun olabilir; olası yöntemler arasında sementasyon, karbonitrürleme, nitrürleme, alevle sertleştirme ve indüksiyonla sertleştirme bulunur. Yaşlandırma sertleşmesi ve difüzyon kaplamaları farklı malzeme ve proses ailelerine aittir; yalnızca yüksek yüzey sertliği istendiği için bir çeliğe uygulanmamalıdır.

Kesit boyutu ve geometri, seçilen soğutma hızının gerekli yapıyı üretip üretemeyeceğini belirler. Büyük kesitlerin merkezi, yüzeye göre daha yavaş soğur. İnce bir flanş, bir delik, bir kamalı mil kökü ve keskin bir omuz, tek bir bileşen içinde farklı hızlarda soğuyabilir. Bu farklılıklar bir konumda martenzit, başka bir konumda beynit veya perlit ve su verilmiş bir yüzeyin yakınında çekme artık gerilmesi oluşmasına yol açabilir. Bu nedenle su verme şiddeti, tek başına seçilen yağ, su veya polimer seçimi olarak değil; kesit modülü, bağlama düzeni, karıştırma ve soğutucu sıcaklığı ile birlikte değerlendirilmelidir.

### Sertlik, sertleşebilirlik ve mikroyapı kontrolleriyle doğrulama

ASM International, *Steel Selection for Hardening* (1991) adlı yayında, seçimin esas olarak gerekli su verme sonrası sertlik ve bu sertliğin yüzeyin altında hangi derinliğe kadar uzanması gerektiği tarafından belirlendiğini belirtmiştir. Bu, sertlik ile sertleşebilirlik arasındaki temel ayrımı ortaya koyar. Sertlik, işlem sonrasında belirli bir konumda ölçülen direnci ifade eder. Sertleşebilirlik ise belirli bir işlem sonucunda elde edilen sertleşmenin derinliğini ve dağılımını tanımlar.

Gerekli sertleşebilirlik, üretim denemelerinden önce tahmin edilmelidir. Jominy uçtan su verme verileri, su verilen uçtan uzaklık ile sertlik arasındaki standartlaştırılmış ilişkiyi sağlar. *Bofors Handbook* (1981), Jominy ve Grossmann yöntemlerini sertleşebilirliğin değerlendirilmesine yönelik araçlar olarak tanımlar. H-band gereklilikleriyle tedarik edilen çelikler için SAE J1268:1995, standart uçtan su verme verileri oluşturulmuş karbonlu ve alaşımlı H-band çelikleri için minimum ve maksimum sertleşebilirlik sınırlarını belirtir. Yüzey sertliğini gerekli düzeye çıkaran bir kalite, sertleşebilirlik bandı çok düşükse büyük bir kesitin merkezinde yine de başarısız olabilir.

Üretim kontrolü, erişilebilir bir yüzeyden alınan tek bir ölçümü değil, bir sertlik taramasını içermelidir. Ölçüm konumları yüzeyi, yüzey altını, çekirdeği ve işlevi kontrol eden her türlü kesiti temsil etmelidir. Kesilmiş bir numune boyunca gerçekleştirilen tarama, belirtilen sertliğin gerekli derinliğe kadar uzanıp uzanmadığını ortaya çıkarabilir. Rockwell, Vickers veya Brinell yöntemleri; sertlik aralığına, yüzey durumuna ve geçerli deney standardına uygun olmalıdır.

Sertlik, kabul edilemez her yapıyı tanımlayamaz. Metalografik inceleme, su verilmiş ve temperlenmiş bir parçada temperlenmiş martenziti doğrulamalı; aynı zamanda beynit, ferrit-perlit, kalıntı östenit, dekarbürizasyon, sementasyon tabakası derinliği, nitrürlenmiş tabaka özellikleri, tane irileşmesi, su verme çatlakları ve prosesle ilişkili diğer özellikleri de kontrol etmelidir. Kabul kriteri, izin verilen yapıyı ve hariç tutulan yapıları belirtmelidir; “uygun şekilde ısıl işlem görmüş” ifadesinin ölçülebilir bir anlamı yoktur.

Boyutsal muayene, metalurjik doğrulamanın bir parçasıdır. Kritik çapları, düzlük, salgı, delik konumu ve deformasyonu işlem öncesinde ve sonrasında kaydedin. Şiddetli su verme, asimetrik geometri, keskin geçişler, kaynak ve yüzey ile çekirdek arasındaki yüksek dönüşüm farklılıkları artık gerilme endişelerini artırır. Gerekli tokluk ve kararlılık için temperleme yeterli olmalıdır; belirli alaşımlı çeliklerde veya kalıntı östenitin dönüşümünün endişe oluşturduğu durumlarda çift temperleme gerekebilir. ASTM International’ın 2024 tarihli ısıl işlem kursu; östenitleme, tavlama, normalize etme, su verme ve temperleme uygulaması, çift temperleme, tane boyutu kontrolü ve mekanik özellik gerekliliklerini spesifikasyon faktörleri olarak tanımlar.

### Spesifikasyon, kayıtlar ve düzeltici kontroller

Bir proses spesifikasyonu, eksiksiz ısıl yolu belirtmelidir: yükleme durumu, fırın atmosferi, gerekli olduğu durumlarda ısıtma hızı, östenitleme veya işlem sıcaklığı aralığı, bekletme esasları, transfer süresi, soğutucu türü ve durumu, karıştırma, soğutmanın sona erme noktası, temperleme sıcaklığı ve süresi ve tekrarlanan temperleme işlemleri. Sıcaklık, bekletme süresi, ısıtma hızı ve soğutma hızı birbiriyle etkileşim içindedir; nominal fırın ayar noktası değişmeden kalsa bile bunlardan birinin değiştirilmesi ortaya çıkan yapıyı değiştirebilir.

Spesifikasyon ayrıca deformasyon ve çatlama kontrollerini de tanımlamalıdır. Bunlar ön ısıtma, kademeli ısıtma, koruyucu atmosfer, vakum işlemi, kesintili su verme, martemperleme, austemperleme, değiştirilmiş bağlama düzeni, daha düşük su verme şiddeti veya işlem sonrası doğrultma sınırlarını içerebilir. Her kontrol, gerekli sertlik ve mikroyapıyla uyumlu kalmalıdır.

Kayıtlar, bileşeni çelik dökümüne, tedarikçi sertifikasına, giriş durumuna, fırın kimliğine, yükleme düzenine, termokupl veya etüt sonuçlarına, atmosfer verilerine, soğutucu durumuna, çevrim çizelgesine, temperleme kaydına, operatöre ve muayene sonuçlarına bağlamalıdır. Malzeme standartları çeliğin ne olduğunu tanımlar; proses spesifikasyonları ise parçaya nasıl işlem uygulanacağını tanımlar. Bu rollerin karıştırılması, bir kabul kararının savunulmasını güçleştirir.

Sonuçlar başarısız olduğunda düzeltici faaliyet, hasar mekanizmasını izlemelidir. Düşük çekirdek sertliği; yetersiz sertleşebilirliğe, aşırı kesit boyutuna, yetersiz östenitlemeye veya yavaş soğutmaya işaret edebilir. Yetersiz toklukla birlikte aşırı yüzey sertliği, yetersiz temperlemeye işaret edebilir. Deformasyon, daha yüksek bir fırın sıcaklığı yerine geometri, bağlama, transfer veya su verme değişikliklerini gerektirebilir. Başarısız bir sertlik taraması, kalite reddedilmeden önce kalibrasyonun, deney konumunun, dekarbürizasyonun ve numune almanın gözden geçirilmesini tetiklemelidir. Malzeme, ısıl çevrim veya tasarım ancak bu kontrollerden sonra değiştirilmelidir.

## 9. Yaygın Seçim Hataları ve Bunların Önlenmesi

### Sertlik ile sertleşebilirliğin karıştırılması

Sertlik ve sertleşebilirlik farklı sorulara yanıt verir. Sertlik, genellikle Rockwell, Brinell veya Vickers deneyleriyle belirli bir konumda ölçülen direnci ifade eder. Sertleşebilirlik ise belirli bir su verme işlemi sırasında bir çeliğin ne kadar derinliğe kadar martenzit oluşturabileceğini ve dolayısıyla sertliğin yüzeyden merkeze doğru nasıl dağıldığını tanımlar.

Küçük bir deney numunesi yüzeyinde 60 HRC değerine ulaşabilirken aynı nominal kalite çelikten üretilmiş 75 mm çapında bir milin çekirdeği çok daha düşük sertlik geliştirebilir. Bu fark mutlaka fırın arızasından kaynaklanmaz. Isı çekilmesi; kesit boyutuna, şekle, karıştırmaya, soğutma ortamının sıcaklığına ve çeliğin dönüşüm davranışına bağlıdır. Karbon içeriği büyük ölçüde martenzitin sertliğini etkilerken alaşım elementleri ve östenit tane boyutu, martenzitin oluşabileceği derinliği güçlü biçimde etkiler.

ASM International, *Sertleştirme için Çelik Seçimi* (1991) adlı yayında “sertleştirme için çelik seçimi, öncelikle su verme sonrası gerekli sertlik ve bu sertliğin yüzeyin altında ulaşması gereken derinlik tarafından belirlenir” ifadesini kullanır. Spesifikasyonu bu ilke yönlendirmelidir. 58–62 HRC gibi bir hedef, ölçüm konumunu, etkin sertleşme derinliğini veya sertleşmiş derinliği, kesit boyutunu ve izin verilen çekirdek durumunu da belirtmediği sürece eksiktir.

SAE J1268:1995, bu sorunu H-band karbon ve alaşımlı çelikler aracılığıyla ele alır. Standart, standart uçtan su verme verilerine dayalı olarak minimum ve maksimum sertleşebilirlik sınırlarını belirtir; böylece tasarımcının bir kalitenin kimyasal tanımı ile beklenen sertleşebilirlik bandını birbirinden ayırmasına olanak tanır. Daha sonra Jominy verileri, Grossmann hesaplamaları veya doğrulanmış üretim denemeleri gerekli sertlik profiliyle karşılaştırılabilir. Tek başına nominal kalite sonucu belirleyemez.

### Tam çevrim tanımlanmadan bir ortamın belirtilmesi

“Yağda su verme” veya “suda su verme”, eksiksiz bir ısıl işlem talimatı değildir. Sonuç ayrıca östenitleme sıcaklığına, ısıtma hızına, atmosfere, bekletme süresine, aktarma süresine, banyo sıcaklığına, karıştırmaya, yük yerleşimine ve soğutma ortamının durumuna bağlıdır. Sıcaklık ve süre birbirinin yerine kullanılamaz: aşırı bekletme östenit tanelerini büyütebilir veya oksidasyonu artırabilirken, yetersiz bekletme çözünmemiş karbürlere ya da düzgün olmayan bir östenitik yapıya neden olabilir.

Soğuma hızı, çeliğin sürekli soğuma veya zaman-sıcaklık-dönüşüm davranışıyla birlikte değerlendirilmelidir. Düşük alaşımlı bir çeliğin aşırı çatlamayı önlemek için yağ veya polimer kullanılarak soğutulması gerekebilirken aynı kesit boyutuna sahip sade karbonlu bir çelikte belirtilen martenzit derinliğini elde etmek için daha hızlı bir su verme işlemi gerekebilir. Martemperleme, soğumayı martenzit başlangıç sıcaklığı yakınında kesintiye uğratarak deformasyonu azaltabilir; austemperleme ise farklı bir mikroyapı oluşturur ve her iki işlem de ısıl şoku azalttığı için biri diğerinin yerine kullanılamaz. Sementasyon, karbonitrürleme, nitrürleme ve difüzyon kaplamaları da farklı yüzey kimyası, sıcaklık aralıkları, süre kontrolleri ve kabul kriterleri gerektirir.

Proses, su verme işleminden önce ve sonra ne yapılacağını belirtmelidir. Ön ısıtma, atmosfer kontrolü, fikstürleme, yıkama, temperlemeye kadar geçen süre, temperleme sıcaklığı, temperleme süresi ve bazı durumlarda çift temperleme, nihai durumu etkiler. ASTM International'ın 2024 tarihli ısıl işlem kursu; östenitleme, tavlama, normalizasyon, su verme ve temperleme uygulaması, çift temperleme, tane boyutu kontrolü ve mekanik özellik gerekliliklerini spesifikasyon faktörleri olarak tanımlar. Bunların belirtilmemesi, operatörleri çevrimi kendi yorumlarıyla oluşturmaya bırakır; bu da küçük bir yazım eksikliğinden çok proses kontrol hatasıdır.

### Geometrinin, önceki geçmişin ve işlem sonrası temperlemenin göz ardı edilmesi

Düz bir test parçasından seçilen bir ısıl işlem çevrimi; dişli dişinde, kama kanalında, flanşta, ince bir gövdede veya uzun bir milde başarısız olabilir. Keskin geçişler, ısıl ve dönüşüm gerilmelerini yoğunlaştırır. İnce kenarlar hızla soğur ve aşırı sertleşebilir veya çatlayabilirken ağır bir göbek yavaş soğur ve merkezinde beynit ya da perlit tutabilir. Delikler ve kesintili yüzeyler yerel ısı akışını değiştirir. Fikstürleme ayrıca büzülmeyi kısıtlayarak deformasyona yol açabilir.

Önceki durum önem taşır. Normalizasyon, tavlama, önceki su verme işlemi, dövme redüksiyonu, segregasyon, soğuk şekillendirme ve işleme hasarı, östenit oluşumunu ve dönüşümü ayrı ayrı etkiler. Soğuk şekillendirilmiş malzeme fırına artık gerilme taşıyabilir; iri önceki taneler daha derin sertleşmeyi destekleyebilir, ancak tokluğu azaltarak deformasyon veya çatlama riskini artırabilir. Bu nedenle tane boyutu, performansı etkilediği durumlarda proses spesifikasyonunda yer almalıdır.

Temperleme, sertleştirme sonrasında uygulanan isteğe bağlı kozmetik bir adım değildir. Su verme sonrası martenzit yüksek gerilme altındadır ve çoğu zaman kullanım için fazla gevrektir. Temperleme artık gerilmeyi azaltır ve sertlik, dayanım, tokluk ve boyutsal kararlılığı ayarlar. Seçilen sıcaklık ayrıca temper gevrekliği, ikincil sertleşme ve yüksek temperleme sıcaklığının sertliği tasarım gerekliliğinin altına düşürme olasılığını da dikkate almalıdır.

Laboratuvar sertleşebilirlik verileri ve standartlar işlem seçimini destekler; ancak üretim parçası ve ekipmanı üzerinde yapılacak doğrulamanın yerini tutmaz. Limited evidence

ISO 683-1:2016, genel olarak su verilmiş ve temperlenmiş, austemperlenmiş, alevle sertleştirilmiş, indüksiyonla sertleştirilmiş ve bazı durumlarda normalize edilmiş makine parçaları için amaçlanan alaşımsız çelikleri tanımlar. Bu ifade önemlidir: bir standardın amaçlanan uygulaması, her kalite için her türlü işlemi yetkilendirmez. ISO 4885:2018, ısıl işlem terminolojisi ile demir-karbon faz terminolojisini sağlar; ancak parça denemelerinin yerini almaz. Standartlar ve el kitapları kaliteleri, terimleri, deney yöntemlerini, sertleşebilirlik verilerini ve proses ilkelerini tanımlar. Nihai çevrim yine gerçek çelik, geometri, ekipman ve yükleme düzeni üzerinde doğrulama gerektirir.

#### Son işlem kontrol listesi

- **Kalite seçimi** Çeliği yalnızca nominal sertliğe göre seçmeyin; karbonu, alaşımlama elementlerini, teslimat durumunu ve sertleşebilirliği doğrulayın.
- **Ölçüm konumu** Yüzey sonucunu gerekli çekirdek durumunun kanıtı olarak değerlendirmeyin.
- **Su verme** Her geometriye tek bir ortam uygulamayın veya karıştırmayı, banyo koşullarını ve transfer kontrollerini ihmal etmeyin.
- **Menevişleme** Menevişleme sıcaklığını, süresini, menevişleme sayısını ve nihai kabul özelliklerini belirtin.
- **Geçmiş ve geometri** Tane boyutunu, segregasyonu, önceki soğuk işlemeyi, önceki ısıl geçmişi, kesit değişimlerini ve bağlama düzenini inceleyin.
- **Kabul** Numune alma konumlarını, sertleşmiş derinliği, çekirdek özelliklerini, boyutsal sınırları, mikroyapıyı ve hariç tutulacak kusurları tanımlayın.

Tekrarlanan hatalar açıkça kontrol edilmelidir:

- çeliği yalnızca nominal sertliğe göre seçmek;
- yüzeydeki sonucun tüm kesiti temsil ettiğini varsaymak;
- her geometriye tek bir su verme ortamı uygulamak;
- temperlemeyi atlamak veya süresini ve sıcaklığını belirtmemek;
- tane boyutunu, segregasyonu, önceki soğuk şekillendirmeyi veya önceki ısıl geçmişi gözden kaçırmak;
- çeliğin amaçlanan kapasitesi dışında bir işlem kullanmak;
- kabul konumlarını, sertleşmiş derinliği, çekirdek özelliklerini ve izin verilen özellik gradyanlarını tanımlamamak.

Bu nedenle savunulabilir bir spesifikasyon; kaliteyi ve malzeme durumunu, gerekli yüzey ve çekirdek özelliklerini, numune alma konumlarını, eksiksiz ısıl çevrimi, su verme kontrollerini, temperleme gerekliliklerini, deformasyon sınırlarını ve doğrulama yöntemini belirtir. Bu ayrıntılar yoksa talimat, kanıtlanmış bir ısıl işlem prosesi değil, yalnızca bir sıcaklık tarifidir.

## Kaynaklar

1. \[1\] ASM International. [Steel Selection for Hardening](https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/9/chapter-abstract/114179/Steel-Selection-for-Hardening-1). ASM Handbook Online, 1991. [](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz#wiki-cite-ref-1) https://dl.asminternational.org/handbooks/edited-volume/9/chapter-abstract/114179/Steel-Selection-for-Hardening-1
2. \[2\] SAE International. [Hardenability Bands for Carbon and Alloy H Steels](https://saemobilus.sae.org/standards/j1268_199505-hardenability-bands-carbon-alloy-h-steels). SAE Standard J1268, 1995. [](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz#wiki-cite-ref-2) https://saemobilus.sae.org/standards/j1268\_199505-hardenability-bands-carbon-alloy-h-steels
3. \[3\] International Organization for Standardization. [Heat Treatment of Ferrous Materials — Vocabulary](https://www.iso.org/standard/87711.html). ISO 4885:2018, 2018. [](/tr/wiki/%C4%B1s%C4%B1l-i%C5%9Flem/%C3%A7elik-is%C4%B1l-i%C5%9Flem-s%C3%BCreci-se%C3%A7imi-standartlara-dayal%C4%B1-k%C4%B1lavuz#wiki-cite-ref-3) https://www.iso.org/standard/87711.html

 **Bir bakışta**

Birincil seçim ölçütleri

Gerekli sertlik ve sertleşebilirlik derinliği

İlgili standartlar

ISO 683-1:2016; ISO 4885:2018; SAE J1268:1995

Yaygın doğrulama yöntemleri

Sertlik taramaları, metalografi, boyutsal inceleme, Jominy ve Grossmann analizleri

Başlıca işlem aileleri

Tavlama, normalizasyon, gerilim giderme, su verme ve menevişleme, izotermal bainitik dönüşüm, martemperleme ve yüzey sertleştirme

 [Geri dön Isıl işlem](/tr/wiki/ısıl-işlem "Isıl işlem — Steel Wiki")