ISIL İŞLEM

ISIL İŞLEM

         

             Isıl işlem:  Çeliklerin yapıları göz önünde bulundurularak, belirli özellikler kazandırmak amacıyla, kontrollü olarak yapılan ısıtma ve soğutma işlemlerine, ısıl işlem denir.

            

             Sertleştirme: Isıl işlemin daha iyi anlaşılabilmesi için sertleşmenin ne olduğunu bilmek gereklidir. Şekil 1 ‘de gösterildiği gibi,su verme işlemi aslında çeliğin iç yapısını değiştirme işlemidir. Su vermeye ostenitik yapıyla giren çelik, su verme (sertleştirme ) sonunda martensitik bir yapıya kavuşur.

             

            Martensit: Çeliğin arzu edilen en sert yapısıdır. Çeliğin soğutulma hızı ne denli yüksek olursa o kadar çok miktarda martenzit elde edilmekte ve netice olarak sertlik o oranda yüksek olmaktadır.

Yukarıdaki grafikte görülen olaylar özetlenirse:

— Çelik su verme amacıyla ısıtılmaya başlandığında, yapısı kübik hacim merkezli birim kafeslerden oluşmaktadır. Bu kafeste karbon atomu yoktur.

— 700 ^oC’nin üzerindeki sıcaklıklara gelindiğinde, KHM’li hücreler sıcaklığın etkisiyle yavaş yavaş kübik yüzey merkezli kafes halini almaya başlar.

— Ostenizasyon sıcaklığına gelindiğinde, çeliğin yapısı sadece KYM’li kafeslerden oluşmuştur. Karbon atomunun kafesin içine girmesi için boşluk doğmuştur.

— Ani su verme ile karbon atomunun kaçması için yeterli süre kalmadığından kafese hapsolmuştur. Kafes içerisinde barındırdığı karbon atomları yüzünden çok gergin durumdadır (meneviş öncesi durum).Yavaş soğutulsaydı, atomların kaçmak için zamanı olurdu. Sertleşme olmazdı.

— Menevişleme kademesinde kafes içerisindeki gerilmeler giderilmiş olur. Birbiriyle daha uyumlu bir yapı ortaya çıkar.      

BEYNİT(Bainit) : Sertleştirilmiş çeliklerde bulunan bir yapı çeşididir. Kırılgan olması nedeniyle oluşumu istenmez. Oluşması önlemek için çeliğin soğutma hızı değiştirilir.

ISIL İŞLEM SIRASINDA MEYDANA GELEN ÇARPILMALAR:

Çarpılmaların nedenleri:

• İşleme gerilmeleri: Torna, freze, delme ve diğer talaş kaldırarak yapılan işlemeler.
• Isıl gerilmeler: Isıl işlemler için yapılan ısıtmalar esnasında oluşan gerilmeler.
• Dönüşüm gerilmeleri: Östenit fazdan martenzit fazına dönüşüm gerilmeleri.

Çarpılmanın azaltma önlemleri:

• Tasarımı basit ve simetrik yapmak
• Gerilim giderme tavlaması yaparak işlemeden doğan gerilimleri önlemek
• Uygun sıcaklıkta menevişleşmek
• Parçayı olabildiğince yavaş soğutmak (Tane sınırlarında karbür çökelmesi olmadan)

      

Fırında bekletme süresinin çeliğin yapısına etkisi:

           

     Yetersiz karbür oluşumu Aşırı karbür oluşumu: Yüksek oranda kalıntı  ostenite sebep olduğundan gevrek kırılmalar görülebilir.

     Çeliği sertleştirmek amacıyla ısıtılması ve ostenizasyon sıcaklığında bekletilmesi çok önemlidir. Yeteri zamanda ısıtıp, yeteri kadar bekletmek ve yeteri hızda soğutmak gerekmektedir. Bunlar sağlanamazsa:

1- Yetersiz sertleşmiş çelikte yüksek oranda yüzey gerilmeleri oluşur. Bunlar da 

taşlama sırasında yüzey çatlaklarına sebep olur.

2-  Sertleşme sıcaklığının altında sertleştirilmiş olan çeliğin aşınma dayanımı çok 

     düşüktür ve kolayca şekil değiştirebilir.

3- Aşırı ısıtma düşük mıknatıslanma gücüne, kenardan atmalara, zamanla ölçü 

    değişimine sebep olur. Taşlama sırasında yüzeysel çatlamalara; tel erozyon ile 

     kesim sırasında çatlamalara yol açar.

4- İstenilen sertliklere ulaşılamaz. Farklı yüzeylerde, farklı sertlikler elde edilir.

                                                                                      

     NORMALLEŞTİRME ISIL İŞLEMİ (NORMALİZASYON):

      Normalizasyon olarakta da adlandırılan normal tavlama, daha çok çeliklerin tane yapısının inceltilmesi için uygulanır. Tane küçültmenin yanında, yapı daha homojen hale gelir. Perlitik yapı daha ince lamellerden oluşur ve mekanik özelliklerinde iyileşme meydana gelir. Ayrıca normalize edilmiş çeliklerin tane kabalaşması ortadan kaldırılmış olduğundan, daha sonraki ısıl işlemlerinde çatlama riskide azalmış olur. Bütün bu olumlu özelliklere ilaveten ince tane oluşumu neticesinde talaşlı şekillenecek parçalarda işlemede kolaylık hissedilecektir.

     Isıtma, bekleme ve havada soğutma şeklinde yapılan bir ısıl işlem şeklidir. Östenitleme sıcaklığının 30–50 ^oC üzerindeki bir sıcaklık seçilerek yapılır.

   

     Normal tavlama daha çok, yüksek sıcaklıklarda dövülmüş, haddelenmiş yada kaynak dikişinin çevresi gibi bölgesel farklı ısı etkisi altında kalmış parçalara ve çelik döküm parçalara uygulanmaktadır.

Fırında Tutma Süresi

• Isıl işlem, parçanın belli bir sıcaklığa ısıtılması ve o sıcaklıkta belli bir süre tutulması ve daha sonra soğutulması işlemi olarak özetlenebilir.

• Parçanın fırında tutma süresi  t_T = 20 + ( S / 2 )  ile hesaplanabilir.

Eşitlikte,  t_T: Tutma süresi (dk)

                S: iş parçası levha ise et kalınlığı, boru ise çap

Parçanın istenilen sıcaklığa getirilmesi temas ya da radyasyon yoluyla (yani bir dış kaynaktan taşıma yoluyla) olur. Veya ısı doğrudan elektrik akımı geçirerek ya da indüksiyon yoluyla direkt olarak parça üzerinde oluşturulur. Alaşım elementi yüzdesi arttıkça, ısı iletimi zorlaşır. Parçanın soğuma hızı; parça kalınlığı ve malzemenin ısı iletimi katsayısı ile orantılıdır.

NİTRASYON

       Az karbonlu ve az katıklı (krom, molibden ve alüminyum’lu) çeliklere uygulanan bir yüzey sertleştirme yöntemidir. Adolph Fry tarafından 1930’lu yıllarda bulunmuştur.

        

         Bu yöntemle sertleşecek çeliklerde, sertleştirmeye yetecek kadar karbon yoktur. Nitrasyon işleminde, sementasyondan farklı olarak, çelik yüzeyine karbon yerine azot atomları difuze ettirilir. Çelik yüzeyine verilen atomik azot, amonyak “NH₃” gazının, amonyak parçalayıcı fırınlarında parçalanması sonucu meydana gelir.

         NH_3, Amonyak parçalayıcı fırınında parçalanması sonucu, aşağıda görülen reaksiyon meydana gelir.

                           

                                  2NH₃                                          N₂ + 3H₂

        

         Azot atomları, çelik yüzeyinde bir nitrür katı oluşturur. Oluşan nitrür katını (tabakasını) ayrıca sertleştirmeye gerek yoktur. Çünkü yeteri kadar sert olan bir katmandır. Çelik yüzeyinde oluşan nitrür tabakasının sertliği, çeliğin kimyasal bileşimine göre 68–70 HRC’ ye kadar ulaşabilir.

        

         Çelik yüzeyinde oluşturulan nitrür tabakası 60 – 80 saat gibi uzun bir zaman diliminde oluşur. Oluşan nitrür tabakasının kalınlığı ise yaklaşık 0,2–0,3 mm kalınlığındadır.

         Nitrürleme işlemi, çelik ferritik yapıda iken uygulanır.

         Nitrürleme işlemi, çok iyi sızdırmazlığa sahip ve hassas sıcaklık kontrollü fırınlarda yapılır.

         Fırın atmosferi, sıcaklık, Nitrürleme süresi, çeliğin kimyasal bileşimi, Nitrürleme öncesi ısıl işlem ve çekirdek sertliği sertleştirme derinliğini etkileyen faktörlerdir.

NİTRASYON DENEYSEL ÇALIŞMA:

         2.1- Nitrürleme süresinin etkisi:

         12.24.36 ve 48 saat sonunda çıkarılan numuneler incelendiğinde, nitrürleme süresinin artmasıyla nitrürlenmiş tabaka derinliğinin de arttığı gözlenmiştir. ( Şekil 1 ve 2 )

2.2- Alaşım elementlerinin etkisi:

         Farklı alaşım elementlerine sahip “32 CrMoV 12 10–34 CrAlMo 5–35 NiCrMoV 12 5”

Malzemelerinden alınan numunelerde yapılan mikro sertlik taramaları, alaşım elementlerinin nitrürlenmiş tabaka oluşumunu, ne şekilde etkilediğini açıkça görülmektedir.

         Nitrürlenebilirlik kavramı, çeliğin azotu abzorbe edebilme yeteneği ve oluşan nitrürlerin sağladığı sertlik artışı olarak açıklanır. Nitrürlenebilir çelikler Al, Cr, Mo ve V gibi nitrür oluşturucu alaşım elementleri içerirler. En büyük etkiye sahip alaşım elementi Al ve sırasıyla Cr, Mo, V gelmektedir.

         Nitrürlenen her üç çeliği karşılaştırdığımızda:

        

         34 CrAlMo 5 çeliği içerdiği %1,1 Alüminyum alaşımından dolayı, yüksek yüzey sertliğine sahip olmakla birlikte, sertleştirme derinliği daha düşüktür.

         35 NiCrMoV 12 5 Çeliği ise %3,2 Nikel alaşımına sahip olduğu halde diğer çeliklerle karşılaştırıldığında nikelin nitrürlenmiş tabakaya her hangi bir etkisi olmadığı gözlenmiştir. Buda nikel in nitrür yapıcı alaşım olmadığını göstermektedir.

         Nitrürlenmiş tabakanın derinliği, nitrür yapıcı alaşım elementlerin artışı ile azalmaktadır. Bunun da sebebi alaşım elementlerinin yaptığı nitrürlerin, azotun çelik içinde yayılmasını engellemesidir.

2.3- Nitrürleme öncesi ısıl işlem ve çekirdek sertliğinin etkisi:

         Nitrürleme öncesi  “32 CrMoV 12 10” “30 NiCrMoV 8” ve ”42 CrMoV 4” Malzemelerinden alınan numunelere aşağıdaki tabloda gösterilen ısıl işlemler uygulanmıştır.

Malzeme	Uygulanan ısıl işlem	Çekirdek sertliği HRC	Nitrür derinliği Mm
32 CrMoV 12 10	Su verme:             930  oC Menevişlime:       550  oC Su verme:             930  oC Menevişlime:        650  oC	41 33	0,42 0,30
30 NiCrMoV 8	Su verme:             860  oC Menevişlime:       550  oC Su verme:             860  oC Menevişlime:       650  oC	37 28	0,43 0,31
42 CrMo 4	Su verme:             830  oC Menevişlime:       550  oC Su verme:             830  oC Menevişleme:       650  oC	36 29	0,35 0,15

            Farklı ısıl işlem görmüş aynı tür çeliklerin, farklı çekirdek sertliğine sahip olmaları,

  Nitrasyon derinliklerinde ve Nitrasyon sertliklerinde de farklılıklar gösterebilmektedir.

         Yüksek çekirdek sertliği, Nitrasyon sonrasında, Nitrasyon sertliğini artırmakta buna bağlı olarak ta, Nitrasyon derinliğin dede artış sağlanmaktadır.

         Nitrürleme öncesi yapılan ısıl işlem ve oluşan farklı mikro yapı nitrürlenebilirliği iki yönde etkiler. Yüksek oranda serbest ferritli yapı azotun yayılmasını kolaylaştırırken, düşük karbür içerikli mikro yapı hem azotun yayılması, hem de sertlik için daha uygundur. Alaşımlı çeliklere genelde su verilmiş ve 500 – 600 ^oC  arasında menevişlime yapılmış olarak Nitrürleme işlemi uygulanır. Bu sıcaklık aralığında karbürler tane sınırları arasında çökelmeye ve toplanmaya başlar. Bu da tane sınırlarında daha hızlı yayınan azotu engellemektedir.     

4 – NİTRASYON İŞLEMİNİN YAPILIŞI:

         4.1- Ön hazırlık:

         Nitrasyon yapılacak parçalar, şarj aparatına dizilmeden önce 120 ^oC’deki perkloretilen buharında, tek tek yıkanır, sonra ele özel pamuk eldiven giyilerek alkol veya likit perkloretilen’le iş parçaları kaput beziyle silinir. Perkloretilen ve alkolle temizlendikten sonra iş parçalarına çıplak elle temas edilmemelidir, bunun için özel pamuk eldiven kullanılmalıdır.

         İş parçalarında nitrasyon yapılmayacak bölgeler varsa, Kondursal denilen özel bir solüsyonla bu bölgeler kapatılarak korunmalıdır.

         Temizlenmiş ve korunmuş iş parçaları şarj aparatına birbirlerine değmeyecek şekilde şarj edilirler. Test parçaları uygun yerlere takılır.Fırın kapağı üzerinde bulunan test parçası bağlama zincirine en az 3 adet test parçası bağlanır.

         Hazırlanmış şarjımız nitrasyon fırınına konulur, kapak kapatılır. Fırın kapağının kelepçeleri karşılıklı olarak iyice sıkılır.(Sızdırmazlık çok önemlidir.)

            Not: Hidrojen ölçme aleti  “KALDOS 4T” ve tüp odasındaki amonyak buharlaştırıcının en az 2 saat önceden çalıştırılmaları gereklidir.

                 

SEMENTASYON ÇELİKLERİ VE SEMENTASYON İŞLEMİ

           Sementasyon çelikleri karbon oranları % 0.2 nin altında olan çeliklerdir. Sementasyon işlemi sonrası yüzeyleri sert ve aşınmaya dirençli, iç kısımları ise yumuşak ve tok olması istenilen darbeli ve değişen kuvvete maruz kalan dişli çarklar, miller, makaralar, kesici takımlar gibi uygulama alanlarına sahiptir. Sertleştirmenin sonradan yapılması ve sertleştirme öncesi yumuşak çeliklerle aynı özelliklere sahip olması talaş kaldırılarak işlenilmesini kolaylaştırır. Sertleştirilmesi istenmeyen ve yumuşak kalması arzu edilen yüzeylerin bakırla kaplanarak korunması, iç kısımların tok olması sonucu çarpılma ve çatlak oluşumunun minimuma indirilebilmesi gibi avantajlara sahiptir.

            Malzemelerde bileşiği oluşturan atomlar, hangi ortam olursa olsun aynı kimyasal bileşime sahip olmak için “difüzyon” olarak isimlendirilen yayılma eğilimindedir. Bu durum boşluk ve ara yer atomu gibi mekanizmalarla gerçekleşir. Sıcaklık yükselmesi yayılmayı hızlandırır. Difüzyon, atomun çevresi ile bağlarını kurtarması, sonra atomların arasındaki boşluklardan geçmesi ve yeni çevresi ile yeniden bağ kurması aşamaları ile gerçekleşir.

Genelde atomlar yüksek konsantrasyonlu bölgeden düşük konsantrasyonlu bölgeye yayılma eğilimindedir.

Karbürleme sırasında elde edilen derinlik sıcaklık ve zamana bağlıdır ve aşağıdaki formülle ifade edilir.

            SD=K*t

Burada:

SD: Sementasyon derinliği

K: Sıcaklık ve çeliğin kimyasal bileşimine bağlı difüzyon sabiti

t: Sementasyon süresidir.

                Toplam sementasyon derinliği ile etkili sementasyon derinliği birbirine karıştırılmamalıdır. Etkili sementasyon derinliği genelde, toplam sementasyon derinliğinin 2/3’ü ile 3/4’ü arasındadır. 0.76 mm’ den daha az sementasyon derinlikleri için tek bir döngü yeterli olacaktır. Daha fazla derinlik istenildiğinde ise iki aşamalı
(karbürleme difüzyon)  bir proses gerekir.Tipik olarak, sementasyon ve su verme prosedürleri sonunda 60-63 HRC lik bir kabuk sertliği ve 10-40 HRC ’ lik bir çekirdek sertliği elde edilmekle beraber, kabuk ve çekirdek sertlikleri, çeliğin kimyasal bileşimine, iş parçasının kesit kalınlığına ve ısıl işlem prosedürüne bağlıdır.

Sementasyon çelikleri:  C 10, C15, 8620 (21NiCrMo2), 3115 (13NiCr6), 5115 (16MnCrS5), 5015 (15Cr3)

	C(%)	Si(%)	Mn(%)	P(%) max	S(%) max	Cr	Mo	Ni
SAE 8620 (21NiCrMo2)	0,18- 0,23	0,20-035	0,70-0,90	0,040	0,040	0,40-0,60	0,15-0,25	0,40-0,70
SAE 5115 (16MnCrS5)	0,14-0,19	0,15-0,40	1,0-1,30	0,035	0,020-0,035	0,80-1,10
SAE 5015 (15Cr3)	0,12-0,18	0,15-0,40	0,40-,060	0,035	0,035	0,40-0,70

İndüksiyon

İndüksiyon yüzey sertleştirme parçanın tamamında sertlik istenmediği durumlarda kullanılan alternatif bir ısıl işlem türüdür. Özellikle otomotiv sanayinde yoğun olarak tercih edilir.
            İndüksiyon yüzey sertleştirme bölümünde, Parça teknik resmine göre sertlik istenen bölgeler elektrik enerjisi ile hızlı bir şekilde sertleştirme sıcaklığına çıkarılır ve ani olarak soğutulurlar. Soğutma ortamı olarak su veya yoğunluğu ayarlanmış yağ kullanılır Bu sayede parçaların istenen bölgeleri sertleştirilirken diğer bölgeler ise yumuşak kalır.

Suda Sertleştirme

Isıtılmış çelik parçanın soğutulmasında en yüksek soğuma hızı parça ve su arasındaki sıcaklık farkının en yüksek olduğu durumda olduğu görülür. Suda görülen bu durum yağ gibi değil, bu farkın 350 C°  ila 400 C°  diğer sıvılarda da geçerlidir. Su ile sertleştirme yağ ile sertleştirmeye göre üç kat daha fazla iyi sertleştirir. Suda sertleştirme endüstride kullanılan en etkili ve en yaygın sistemdir, çünkü ekonomik ve kolaydır.

Yağda Sertleştirme

Yağın soğutma gücü suyun 1/3’ü kadardır. Endüstride daha çok nebati ve mineral yağlar, nadiren de hayvansal yağlar kullanılır. Fakat nebati yağlar sıklıkla değişmesi gerektiğinden pek ekonomik değildir. Genellikle mineral yağlar kullanılır. Kullanılan mineral yağlar; parlak soğutma yağları ve yüksek güçlü soğutma yağları olarak ikiye ayrılır.

Havada Sertleştirme

            Ani soğutmalarda su ve yağ ortamlarının dışında nadiren de hava kullanılır hava genelde çok ani soğuması istenmeyen mamüllerin fırın çıkışlarında kullanılır.

Östemperleme

Östemperleme, demir esaslı malzemelere uygulanan izotermal bir ısıl işlem olarak tanımlanır. İşlemin başlangıcı, geleneksel ısıl işlem metotlarıyla aynıdır. Parçalar, atmosfer kontrollü fırınlarda yüksek sıcaklıklara ısıtılır daha sonra su vermeye geçilir. Farklılık, burada ortaya çıkar. Su verme, 232-399oC arasındaki sıcaklıklarda, ergimiş tuz banyosunda yapılır. Bu yöntemle elde edilen, östemperlenmiş çeliğin yapısı beynitik olur. Bu yapı, geleneksel yöntemlerle yapılan ısıl işlem sonrası elde edilen martenzitik yapıdan çok daha dayanıklı olmakla birlikte, martenzitik yapı kadar da serttir. Kazandığı mekanik özelliklerin yanında çok yüksek bir aşınma dayancına sahip olarak, yüksek gerilmelere, ağır yük altında sürtünme aşınmasına ve darbeli çalışmaya elverişli hale gelir.
 
Empregnasyon

Empregnasyon; döküm sırasında metal-döküm parçalarında oluşabilecek mikro gözeneklerin özel bir reçine tarafından, vakum altında doldurularak, pişirilmesi işlemidir. Bu işlem genellikle; alüminyum, dökme demir, bronz ve pirinç malzemelere uygulanır. Bu işlem sayesinde döküm malzemelerinin, sızdırma problemiyle hurdaya atılması, dolayısıyla tekrar ergitilmesi ve kullanılması için harcanan işçilik ve malzeme sarfiyatı engellenir. Empregnasyon işlemi ile 0.13 mm derinliğe kadar olan küçük gözenekleri doldurmak mümkündür. Dolgu işlemleri en çok hava, gaz ve hidrolik akışkanların sızmasına karşı uygulanmaktadır.
 
 Öncelikle bu işleme tabi tutulacak parçanın çok temiz ve kuru olması gerekmektedir. Bunun için, 50-70^oC sıcaklık aralığında parçalar yıkanır ve vakum altında kurutulur. Daha sonra vakumda emprenye yani yüzeye reçine emdirme işlemi uygulanır. Emprenye işleminden sonra, reçineden çıkan parçalar dönen bir ortamda süzdürülür ve kullanılan reçinenin fazlası da bu sayede geri kazanılmış olur. Son olarak da parçanın, işleme girmeden önceki kadar temiz olması için, 15-25 ^oC arası sıcaklıkta yıkanır ve 90 ^oC de pişirmeye alınır.
 
 Kaplama, boya veya diğer yüzey işlemlere tabi tutulacak parçalarda; lehim ve kaynak uygulanmış parçalarda; kum dökümden gelen veya imalat yağından kaynaklanan kirliliklerde empregnasyon işlemi başarılı sonuçlar verir. Uçak sanayi, hava kompresörü parçaları, otomotiv silindir kapakları, gıda endüstri parçaları, askeri araç parçaları, filtre parçaları, pnömatik parçalar, şanzıman kapakları, tekerlekler empregnasyon işleminin kullanım alanlarına verilebilecek örneklerdir.

Vakum altında sertleştirme

Vakum altında sertleştirme işlemi özellikle takım veya yüksek hız çeliklerinin sertleştirilmesi için kullanılan ısıl işlem çeşididir. Islah işleminden farklılığı ısıtma ve soğutma ortamlarıdır. Isıtma vakumlu oksijensiz bir ortamda gerçekleştirilir, bu şekilde parça yüzeyinde hem tufal, hem de karburizasyon veya dekarburizasyon oluşmaz. Vakum ısıl işlem fırınlarının dizaynı takım çelikleri ısıl işleminin gerektirdiği yüksek sıcaklıklara çıkılmasına elverişlidir.
 
 Soğutma ise azot gibi çelikle reaksiyona girmeyen bir gazla yüksek basınç uygulanarak yapılır. Yüksek basınçtaki gaz fırın içinde soğutulup parçanın üzerine üflenir. Gazın akış yönünü, şeklini ve basıncını değiştirerek çarpılma minimize edilebilir.
 
 Hassas kontrol sistemleri parçanın yüzey ve çekirdek sıcaklıklarının proses sırasında takibini ve fırının bu verilere göre kontrolünü mümkün kılmıştır. Bu şekilde ısıtma ve soğutma sırasında oluşan boyut değişiminden dolayı oluşan deformasyonlar da kontrol edilebilir hale gelmiştir.

Sıfır altı işlem

Sıfır altı işlemler kriyojenik işlem olarak da adlandırılan yüksek aşınmaya maruz kalan takımlarda aşınma direncini artırma amaçlı uygulanan modifiye edilmiş bir soğutma işlemidir. Takım çeliklerine uygulanan geleneksel sertleştirme yöntemlerinde çelik östenitleme işleminin ardından çelik cinsine bağlı olarak çeşitli soğutma ortamlarında minimum mümkün sıcaklık olan oda sıcaklığına kadar soğutulur ve martensitik yapı elde edilir. Yüksek alaşımlı çeliklerde ise sertleşmeyi sağlayan martensitik dönüşüm belirli bir sıcaklıkta (150-300⁰ C) başlar ve oda sıcaklığında sona ermez.
Oda sıcaklığına kadar yapılan konvansiyonel soğutmayla bu tür çeliklerin bünyesinde yüksek oranda kalıntı östenit olarak adlandırılan metastabil faz bulunur (1.2379 çeliğinde sertleştirme sıcaklığına bağlı olarak kalıntı östenit miktarı %12-20 arasında değişim gösterir). Takımın aşınma direnicini kötü etkileyen kalıntı östenit fazını gidermenin en etkili yolu konvansiyonel soğutma ardına sıfır altı işleminin uygulanmasıdır. Sıfır altı işleminde parçalar sıvı azotun buharlaştırılmasıyla -185⁰ C'ye kadar soğutularak maksimum oranda aşırı doygun martensitik yapı elde edilir.
Sıfır altı işlemini takiben uygulanan menevişleme işleminde ise konvansiyonel sertleştirme işleminde gözlenmeyen eta karbürler çelik matrisinde çökelir, hem artık östenitin giderilmesi hem de eta karbür çökelmesine bağlı olarak yüksek alaşımlı çeliklerde maksimum aşınma direnci kazanımı sağlanır.

Avantajları

Sıfır altı işlemi paslanmaz çeliklerin korozyon direncini bozmadan dayanımının artırılmasında ve yüksek boyutsal stabilite istenen ölçü aletlerine yaygın olarak uygulanır. Endüstriyel uygulamaların dışında trompet, trombon gibi müzik enstrümanlarına elektro ve akustik gitar tellerine subzero işlemi uygulanarak metalin rezonans frekansı artırılır ve daha canlı tınılar elde edilir.