- Dökme Demirler
- Gri dökme demir, yüksek sönüm kapasitesine ve çelenden daha düşük termal genleşmeye sahiptir; bu da termal döngüler sırasında boyutsal kararlılığını artırmaktadır. Mekanik mukavemet ve sertliği azaltmadan döküm kaynaklı iç gerilmeleri azaltmak için 550–650°C arasında gerilim giderici tavlama işlemi yaygın olarak uygulanır. Yaygın gri dökme demir markaları GG-15, GG-20 ve GG-25’tir.
- Nodüler (düktil) dökme demir de iyi bir boyutsal kararlılık sağlayabilir. Ayrıca, yüksek nikel ve kobalt içeriğine sahip düşük termal genleşme özelliğine sahip düktil dökme demir serileri (örneğin B1, B2, B3), enlemesine ve boylamasına doğru sırasıyla yalnızca 0,005–0,026% ve 0–0,044% düzeyinde boyut değişimi oranları göstermektedir; bu oranlar, normal düktil dökme demirin (0,086% ve 0,485%) veya paslanmaz çeliğin (0,188% ve 0,682%) bulunduğu değerlerden belirgin şekilde düşüktür.
- Dökme Çelikler
Faz dönüşümü nedeniyle döküm çeliklerinde genellikle daha yüksek distorsiyon görülse de, bazı düşük distorsiyonlu alevle sertleştirilmiş döküm çelikleri geliştirilmiştir. Bu özel alaşımların düşük dönüşüm sıcaklığı sayesinde önemli distorsiyonların önüne geçilmesi ve sertleştirme sırasında oluşabilecek çatlakların engellenmesi amacıyla alevle sertleştirme yöntemi kullanılmaktadır.
- Alüminyum Alaşımları
- Alüminyum alaşımları, yüksek termal iletkenliğine, düşük erime noktasına (~660°C) ve yüksek sıcaklıklarda yerçekimi etkisiyle aşağı doğru sarkma eğilimine sahip olmaları nedeniyle titiz proses kontrolü gerektirir.
- ADC12 (Al-Si-Cu), iyi boyutsal kararlılık sunan bir pres döküm alaşımıdır. Bu alaşım, silikon gibi elementlerin çökelmesi sonucu genişleme gerilimine yol açabildiği için ısıtma işlemi özenle kontrol edilmelidir.
- A356 ve A365, iyi dökülebilirlik ve ısıtma sonrası işlenebilirliğe sahip alaşımlardır. Çatlamayı önlemek ve hassasiyeti korumak için optimize edilmiş ısıtma ve sertleştirme süreçleri sayesinde distorsiyonları minimize edilebilir.
- Düşük Genleşme Alaşımları
Bu özel alaşımlar, geniş sıcaklık aralığında neredeyse sıfır termal genleşme ve yüksek boyutsal kararlılık gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır.
- Invar 36 (Fe-36% Ni) çok düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir (CTE); bu sayede kriyojenik sıcaklıklardan 260°C’ye kadar neredeyse sabit boyutları korur.
- Super Invar (Fe-32% Ni-5% Co), en zorlu uygulamalar için standart Invar’dan bile daha düşük bir termal genleşme katsayısı sunar.
- Kovar (Fe-Ni-Co), sıcaklık değişimlerine karşı minimal boyutsal değişiklikler sağlayan bir başka düşük CTE alaşımıdır.
- Diğer Alaşımlar
- Zamak (Zn-Al) alaşımı düşük bir erime sıcaklığına sahiptir (yaklaşık 390°C), bu da kalıp ve araçlara yönelik termal stresi en aza indirerek uzun vadeli boyutsal doğruluğa katkıda bulunur.
- GH242 (Ni-Mo-Cr) gibi bazı süper alaşımlar, doğal olarak düşük termal genleşme katsayılarına ve yüksek sıcaklık dayanıklılığına sahip olduğundan, istikrarı garanti eder.
Düşük Deformasyonlu Isıl İşleme İçin Genel İlkeler
Malzeme seçiminin yanı sıra, ısıtma işlemi sırasında deformasyonu en aza indirmek için süreçte uymanız gereken genel ilkeler şunlardır:
- Kalıntı döküm gerilmelerini gidermek için, herhangi bir yüksek sıcaklıklı ısıl işlem öncesinde mutlaka gerilim azaltıcı tavlama aşaması gerçekleştirin.
- Alaşım bileşimini optimize ederek Ms noktasını düşürün; böylece dönüşüm daha yavaş gerçekleşir ve sertleştirme sırasında hacim değişimi ile gerilim azalır.
- Sertleştirme hızını kontrol edin; yüksek termal gradyanları önlemek için (örneğin, mümkün olduğunda hava soğutmasını tercih edin), çünkü hızlı soğutma deformasyonun başlıca nedenidir.