celiğin isil islem sonucu davranısları
-
Upload
mertcakici -
Category
Documents
-
view
230 -
download
0
Transcript of celiğin isil islem sonucu davranısları
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
1/69
T.C.
FIRAT NVERSTES
FEN BLMLER ENSTTS
AISI 4142 ELNN ISIL LEM VE ERGTME
YNTEMLERYLE YZEY MODFKASYONU SONUCU
MEKANK DAVRANILARININ NCELENMES
Abdulaziz KO
YKSEK LSANS TEZ
METALURJ ETM ANA BLM DALI
ELAZI - 2007
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
2/69
2
T.C.
FIRAT NVERSTES
FEN BLMLER ENSTTS
AISI 4142 ELNN ISIL LEM VE ERGTME
YNTEMLERYLE YZEY MODFKASYONU SONUCU
MEKANK DAVRANILARININ NCELENMES
Abdulaziz KO
YKSEK LSANS TEZ
METALURJ ETM ANA BLM DALI
Bu tez ....../...../ 2007 Tarihinde, Aada Belirtilen Jri Tarafndan Oybirlii /
Oyokluu ile Baarl / Baarsz Olarak Deerlendirilmitir.
Danman:Yrd.Do.Dr. Tlay YILDIZ (Danman)
ye:Prof.Dr.M.Mustafa YILDIRIM (Jri Bakan)
ye:Yrd.Do.Dr. Ahmet HASALIK
Bu tez , Fen Bilimleri Enstits Ynetim Kurulunun ....../....../ 2004 tarih ve...............
............... sayl kararyla onaylanmtr.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
3/69
I
TEEKKR
Bu tez almasnn hazrlanmas esnasnda, bana her trl yardm ve desteklerini
esirgemeyen; bata danman hocam Sayn Yrd.Do.Dr.Tlay YILDIZa Frat niversitesi,
Teknik Eitim Fakltesi, Metal Eitimi Blm ve Metalurji Eitimi Ana Bilim Dal Bakan
Sayn Prof. Dr. M. Mustafa YILDIRIM a , Sn. Yrd.Do.Dr Mustafa TAKINa Aratrma
Grevlileri Ali Kaya GR ve Ayhan ORHANa teekkrlerimi arz etmeyi bir bor bilirim.
Abdulaziz KO
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
4/69
II
NDEKLER
TEEKKR...................................................................................................................................I
NDEKLER .............................................................................................................................II
EKLLER LSTES .................................................................................................................. IV
TABLOLAR LSTES ................................................................................................................VI
ABSTRACT...............................................................................................................................VII
ZET ..........................................................................................................................................IX
1. GR ........................................................................................................................................ 1
2. ELN TANIMI ................................................................................................................... 2
2.1 ELKLERN SINIFLANDIRILMASI ............................................................................. 2
2.2.ELKLERLE LGL BAZI NEML BLGLER ......................................................... 22.2.1 Sade Karbonlu elikler ............................................................................................... 2
2.2.2 Alaml elikler ......................................................................................................... 3
2.2.3 Paslanmaz elikler ...................................................................................................... 3
2.3 ELKTE ALAIM ELEMANLARININ GENEL ETKLER ........................................ 4
2.3.1 Ostenit Oluturucu Elementler .................................................................................... 5
2.3.2 Ostenitik Yap.............................................................................................................. 5
2.3.3 Ferrit Oluturan Elementler ......................................................................................... 6
2.3.4 Karbrler ..................................................................................................................... 62.3.5 Nitrr Oluturucular .................................................................................................... 6
2.3.6 Birden Fazla Elementin elie Etkisi ......................................................................... 7
2.4 ALAIM ELEMENTLERNN GENEL ETKLER ........................................................ 7
2.4.1 Ferritin sertliine etkileri ............................................................................................. 7
2.4.2 Tane Bymesine Etkileri ........................................................................................... 7
2.4.3 tektoid Noktasna Etkileri......................................................................................... 8
2.4.4 Martenzitin Olutuu Scakla (Ms) Etkisi................................................................ 8
2.4.5 zotermal Dnm Sresinin Perlit ve Beynit Dnmne Etkileri........................ 9
2.4.6 Kaynak Kabiliyetine Etkisi ......................................................................................... 9
2.4.7 Sertleme Kabiliyetine Etkisi .................................................................................... 10
2.4.8 Alam Elementlerinin Sertleme Derinliine Etkisi................................................. 10
2.4.9 Alam Elementlerinin Ostenit Dnm Hzna Etkisi............................................ 11
2.5 ALAIM ELEMENT OLARAK KROM VE MANGANIN ELE ETKLER ........ 11
2.5.1 Krom.......................................................................................................................... 11
2.5.2 Mangan ( Mn )........................................................................................................... 13
2.5.3 Mangan elikleri ....................................................................................................... 14
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
5/69
III
2.5.4 Krom elikleri........................................................................................................... 17
3. KROM MANGANLI ELIKLER.......................................................................................... 21
4. YZEY MODFKASYONU ................................................................................................ 23
4.1 YZEYN DEM...................................................................................................... 234.1.1 Kimyasal Bileimi Deitirmeksizin Yaplan Yzey Sertletirme lemleri ............ 23
4.1.2 Yzeyin Kimyasal Bileimini Deitirerek Yaplan Yzey Sertletirme Yntemleri
............................................................................................................................................ 24
4.2 YZEY KAPLAMA........................................................................................................ 25
4.2.1 Ergitme Yntemleri................................................................................................... 25
4.2.2 Isl Pskrtme (Thermal Spray) ................................................................................ 26
4.2.3 Kaynak ...................................................................................................................... 26
5. DENEYSEL ALIMALAR................................................................................................. 27
5.1. DENEYSEL YNTEM................................................................................................... 27
5.2. ELEKTRK ARK KAYNAK YNTEMYLE (SMAW) LE YZEY ALAIMLAMA
................................................................................................................................................ 27
5.3 MKROYAPI NCELEMELER VE SERTLK LMLER...................................... 30
6. DENEY SONULARI VE TARTIMA................................................................................ 32
6.1 MKROYAPI NCELEMELER VE SERTLK LMLER...................................... 32
6.2 ABRASF AINMA TEST............................................................................................. 32
6.3 MKROYAPI NCELEME SONULARI....................................................................... 34
6.5 ABRASF AINMA TEST SONULARI ...................................................................... 47
6.6 GENEL SONU VE NERLER.................................................................................... 55
KAYNAKLAR ........................................................................................................................... 56
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
6/69
IV
EKLLER LSTES
Sayfa No
ekil 2.1 Demir Krom kili Faz Diyagram ........................................................................... 12
ekil 2.2 Demir Mangan kili Denge Diyagramnn Demir Kesi ....................................... 13
ekil 2.3 Fe-Cr-C l Denge Diyagram ............................................................................ 17
ekil 2.4 Karbonun Demir Krom Diyagramna Etkisi ........................................................... 20
ekil 5.1 Deney Numunelerinin Kaplama ncesi Tasarm ................................................. 28
ekil 5.2 Elektrik Ark Yntemiyle Yzey Alamlama leminin ematik Resmi............... 29
ekil 5.3 Elektrik Ark Yntemiyle yzey alamlama yaplan AISI 4142 eliinin Farkl
retim Hzlarndaki Makro Yzey Grnleri ................................................... 30
ekil 5.4 Numune Hazrlama emas..................................................................................... 31
ekil6.1 OM Teknii le ekilen Resimlerin Referans Blgleri ve simleri ......................... 32
ekil 6.2 Abrasif Anma Deneylerinde Kullanlan Numunenin lleri ............................. 33
ekil 6.3 Abrasif Anma Testi Aparat ................................................................................. 34
ekil 6.4 S1 numunesinin 1. Blge OM grnm .............................................................. 35
ekil 6.5 S1 nolu numunenin 2. Blge OM grnm.......................................................... 35
ekil 6.6 S1 nolu numunenin 3. Blge OM grnm.......................................................... 36
ekil 6.7 S1 nolu numunenin 4. Blge OM grnm.......................................................... 37
ekil 6.8 S1 nolu numunenin 4.Blge OM grnm........................................................... 37
ekil 6.9 S2 nolu numunenin 1. Blge OM grnm.......................................................... 38
ekil 6.10 S2 nolu numunenin 2. Blge OM grnm........................................................ 39
ekil 6.11 S2 nolu numunenin 3. Blge OM grnm........................................................ 39
ekil 6.12 S2 nolu numunenin 4. Blge OM grnm........................................................ 40
ekil 6.13 S2 nolu numunenin 5. Blge OM grnm........................................................ 40
ekil.6.14 S3 nolu numunenin 1. Blge OM grnm........................................................ 41
ekil.6.15 S3 nolu numunenin 2. Blge OM grnm........................................................ 41
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
7/69
V
ekil.6.16 S3 nolu numunenin 3. Blge OM grnm........................................................ 42
ekil.6.17 S3 nolu numunenin 4. Blge OM grnm........................................................ 42
ekil 6.18 S3 nolu numunenin 5. Blge OM grnm........................................................ 43
ekil 6.19 S4 nolu numunenin 5. Blge OM grnm........................................................ 43
ekil 6.20 S5 nolu numunenin 1. Blge OM grnm........................................................ 44
ekil 6.21 S5 nolu numunenin 5. Blge OM grnm........................................................ 44
ekil 6.22 S6 nolu numunenin 1. Blge OM grnm........................................................ 45
ekil 6.23 S6 nolu numunenin 4. Blge OM grnm........................................................ 45
ekil 6.24 Mikrosertlik lm Sonular
Diyagram
............................................................ 47ekil 6.25 Numunelerin 20 m. Mesafesine Bal Ktle Kayb Deiim Grafii ................... 48
ekil 6.26 S 1 numunesinin 10 N Yk sonras Anma Yzeyi SEM Resmi ........................ 49
ekil 6.27 S 1 numunesinin SiC Tanecii EDS Analizi ........................................................ 49
ekil 6.28 S 1 numunesinin 10 N Yk sonras Anma Yzeyi SEM Resmi ........................ 50
ekil 6.29 S 2 numunesinin Anma Kanal EDS Analizi ..................................................... 50
ekil 6.30 S 3 numunesinin 10 N Yk sonras
A
nma Yzeyi SEM Resmi ........................ 51
ekil 6.31 S 4 numunesinin 10 N Yk sonras Anma Yzeyi SEM Resmi ........................ 52
ekil 6.32 S 5 numunesinin 10 N Yk sonras Anma Yzeyi SEM Resmi ........................ 52
ekil 6.33 S 5 numunesinin Anma Kanal EDS Analizi ..................................................... 53
ekil 6.34 S 6 numunesinin 10 N Yk sonras Anma Yzeyi SEM Resmi ........................ 53
ekil 6.35 S 6 numunesinin SiC Tanecii EDS Analizi ........................................................ 54
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
8/69
VI
TABLOLAR LSTES
Sayfa No
Tablo 2.1 Mangan eliklerinin Mangan Oranlar Ad ve zellikleri ..................................... 16
Tablo 3.1 TS 2525 de verilen Islah eliklerinin AISI Karlklar ....................................... 21
Tablo 5.1 Yzey Alamlama in Kullanlan Alt. Malzemenin ve Elektrodun ve Kaplama
Tozunun Kimyasal Bileimi .................................................................................. 27
Tablo 5.2 Yzey Modifikasyonu in retim Parametreleri.................................................. 28
Tablo 5.3 Deney numunelerinin retim parametreleri ........................................................... 28
Tablo 6.1 Mikrosertlik lm sonular ................................................................................. 46
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
9/69
VII
ABSTRACT
Masters Thesis
THE EXAMINATION OF MECHANICAL PROPERTIES OF A HEAT TREATED4142 STEEL AFTER SURFACE MODIFICATON BY SMELTNG ARC WELDNG
(SMAW)
Abdlaziz KO
Firat University
Graduate School of Natural and Applied Sciences
Department of Metallurgy Education 2007, Page: X+57
In this study, on the surface of a 4142 steel a silicon carbid (SiC) powder layer was
coated with use of SMAW (SMAW= Smelting Arc Welding) method with using Citodur 600
electrod. As first the specimen thickness was fixed and subsequently the different powder
thickness were used. Besides, process parameters such as coating speed, cooling envoriment and
welding current were varied and the effect of these parameters on microstructural chancing,microhardness, macrohardness and abrasive wear resistance of modified materials were
investigated.
The microstructure of the coating layer was characterized by optical microscope (OM),
scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS) and spectral
analysis. While the hardness of the modified layer was measured by microhardness tester,
abrasive wear properties were evaluated under pin-on-disc abrasive wear test conditions. After
wear tests, wear rates were calculated via the mass losses of the specimens which weremeasured.
While the 4142 steel was used as the substrate material, coating powder (SiC) was
alloyed at 0.5, 1 and 1.5 gr weighton to surface of these steel. Effect on the properties of the
coating materials amount of SiC was investigated experimentally. The hypoeutectic and
hypereutectic microstructures were observed in coated specimens. Because of rapid
solidification, dendritic phases were formed. The forms of these phases were depended on the
coating speed, the energy input, coolling enviroment and the powder quantity.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
10/69
VIII
Coating surface hardnesses values measured between 254-1366 HV. As the
microhardness measurements, the hardness decreased along a line from coating toward to
substrate material. This can be explained with phase transformations which the coating speed,
the cooling enviroment and solidification conditions occured.
Wear rates were calculated using mass losses obtained in the result of the abrasive wear
test. In surface alloying process used SiC as coating powder, the maximum mass loss was found
by high coating speed, low energy input and low powder quantity conditions. The minimum
mass loss also was found by low coating speed, and high powder quantity conditions.
Keywords: Arc welding, surface alloying, Citodur 600, abrasive wear, silicon carbid (SiC)
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
11/69
IX
ZET
Yksek Lisans Tezi
AISI 4142 ELNN ISIL LEM VE ERGTME YNTEMLERYLE
YZEY MODFKASYONU SONUCU MEKANK DAVRANILARININ
NCELENMES
Abdulaziz KO
Frat niversitesi
Fen Bilimleri Enstits
Metalurji Eitimi ABD
2007, Sayfa : X+57
Bu almada, 4142 eliine elektrik ark kaynak yntemiyle Citodur 600 elektrodu
kullanlarak silisyum karbr (SiC) tozu yzey alamlama ilemi uygulanmtr. Numunekalnl sabit tutulup toz farkl kalnlklarda kullanlm olup kaplama hz, soutma ortam ve
kaplama akm gibi ilem parametreleri deiken tutulup; bunlarn mikroyapsal deimelere,
mikrosertlie ve abrasiv anma direncine kars etkileri aratrlmtr.
Kaplamann mikroyaps, optik mikroskop (OM), taramal elektron mikroskobu (SEM),
enerji dalm tayf (EDS) ve spektral analizler ile tespit edilmitir. Modifiye tabakalarnn
sertlikleri mikrosertlik lme cihaz ile abrasiv anma zellikleri ise pim-disk test yntemi ile
belirlenmitir. A
nma testleri sonras
numunelerin ktle kay
plar
tespit edilerek a
nmaoranlar elde edilmitir.
Alt malzeme olarak 4142 elii kullanlm olup, SiC tozu 0.5, 1 ve 1.5 gr arlnda
kullanlmtr. Bu miktarn deiiminin kaplamann zelliklerine etkisi incelenmitir. SiC yzey
modifikasyonlu numunelerde, tektik alt ve tektik st mikroyaplar elde edilmitir.
Katlamann hzl olmasndan dolay dendritik yap meydana gelmitir.Bu yaplarn oluumu
kaplama hz, enerji girdisi ve toz miktarna gre deimektedir.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
12/69
X
llen sertlik deerleri 254-1366 HVdir. Mikrosertlik lmlerinde ise; yzeyden alt
malzemeye doru bir hat boyunca azalma olmutur. Bu da kaplama hz, souma ortam ve
katlama olay ile meydana gelen faz dnm ile aklanabilir.
Anma oranlar, abrasiv anma deneyi sonucunca elde edilen ktle kayplar llerek
elde edilmitir. SiC ile yaplan yzey alamlama ileminde en yksek ktle kaybnn, kaplama
hznn yksek, enerji girdisinin dk ve toz ilavesinin az olduu artlarda olduu tespit
edilmitir. Minimum ktle kayb ise dk kaplama hz ve yksek toz miktarnda tespit
edilmitir.
Anahtar kelimeler: Elektrik ark kaynak yntemi, yzey alamlama, Citodur 600, abrasiv
anma, silisyum karbr (SiC).
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
13/69
1
1. GR
Gnmz teknolojisindeki gelimeler, ileri seviyede yeni ve farkl ihtiyalara cevap
verebilecek tarzda malzeme retilmesi ihtiyacn ortaya koymutur.
elik, tarihsel geliimi gz nne alndnda bir endstri olarak karmza kmaktadr.
Alam elemanlarnn istenen zelliklerin ortaya karlmasndaki olumlu etkisi, bu sanayi
kolunun gelimesinde nclk etmitir.
nceleri sadece eliin sertletirilmesi zerinde karbonun etkisi bilinmekteydi. Ama
artan karbon orannn sertlii artrmasnn yan sra istenmeyen zelliklerinin ortaya kmas
elie daha farkl oranlarda deiik alam elemanlarnn katlmasna neden olmutur.
elik retiminin gnmzde geldii noktada mangan alam elementinin elie katlm
oran
n
n
n en az % 1 olma zorunluluu bu elementin nemini ortaya koymaktad
r (Savakan,1999).
Teknolojik gelimelere paralel olarak malzemelerin yzey zelliklerini gelitirmek ve
yeni mhendislik zellikleri kazandrmak amacyla yzey mhendisliine olan ilgi daha da
artmaktadr. nk malzemelerde meydana gelen anma, korozyon ve srtnme gibi
istenmeyen etkileri nlemek amacyla yzey modifikasyonu ilemlerine gerek duyulur.
Oluturulan yzey katlar, yzeyin mekanik zelliklerini gelitirerek onlarn kullanlacaklar
ortama kar daha dayankl olmasn salar. Yzey ilemleri uygulandklar metalin sadece
mekanik zelliklerini gelitirmek iin deil, ayn zamanda onlara estetik gzellik kazandrmakamacyla da yaplmaktadr.
Malzeme yzeyinin mekanik zelliklerini gelitirmenin en basit ve ekonomik yolu, sl
ilemlerden yzeyin kimyasal bileimini deitirmeksizin yaplan yzey sertletirme
ilemleridir. Bu yolla; metal yzeyinin sert ve anmaya dayankl, i ksmnn ise yeterli
dayanmda ve enerji absorbe edecekekilde tok olarak kalmas salanr. Ayrca difzyon esasl
yntemlerle de yzey bakalam salamak mmkndr(Yldrm ve di., 2001a; Avner, 1986).
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
14/69
2
2. ELN TANIMI
elik, ierisinde en fazla % 1.7 orannda karbon, % 0.8den fazla mangan, % 0.5e
kadar silisyum, % 0.05den daha az oranlarda kkrt ve fosfor bulunan, daha farkl zelliklereulamak amacyla deiik oranlarda Cr, Ni, Mo, V, W, Co, vs. dier alam elementlerinin
katlabildii demir-karbon alamdr.
2.1 ELKLERN SINIFLANDIRILMASI
eliklerin incelenmesini kolaylatrmak ve onlar daha yakndan tanmak amacyla baz
ortak zellikler gz nnde bulundurularak eitli snflandrmalar yaplr (Yldrm ve di.,
2001a).
eliklerde genellikle aadaki genel snflandrma yaplr. Bunlar,
1. retim yntemlerine gre elikler,
2. Kullanlma alanlarna gre elikler,
3. Alam durumlarna gre elikler,
4. Ana katk maddesine gre elikler,
5. yap ve metalografik yaplarna gre elikler,
6. Kalite durumlarna gre elikler,
7. Fiziksel ve kimyasal zelliklerine gre elikler,
8. Sertletirme ortamlarna gre elikler, eklinde sralanrlar.
2.2.ELKLERLE LGL BAZI NEML BLGLER
2.2.1 Sade Karbonlu elikler
Bunlar yaplarnda eser miktarda Mn , Si , P , O , N gibi elik retim yntemlerinden
gelen elementler bulunduran demir karbon alamlardr.
Sade karbonlu elikler ucuzdur ve bunlardan dk karbonlu olanlar kolayca
ekillendirilebilirler. Mekanik zellikleri yaplarnda bulunan karbon oran ve retim srasnda
gsterilen zene bal olarak deiir ve snrldr. Bugn iin retilen eliklerin % 90 sade
karbonlu eliktir. Sertleme yetenekleri azdr. Sertletirme ilemlerinden sonra paralarda
atlama , arplma ve i gerilmelere rastlanr.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
15/69
3
Kaln kesitli paralar, istenilen dzeyde sertletirilemezler. Korozyonik ortamlara kar
dayankszdrlar. Alevle ve indksiyonla yzey sertletirmeye yakndrlar (Yldrm ve di.,
2001a).
Yaplarndaki karbon oranlarna gre sade karbonlu elikler kendi aralarnda : Az karbonlu elikler (% 0.05 0.3 C) Orta karbonlu elikler (% 0.3 0.8 C ) Yksek karbonlu elikler (% 0.8 1.7 C )
eklinde snflandrlr. Yine ayn elikler ;
tektoid alt elikler (% 0.05 0.83 C) tektoid st elikler (% 0.83 1.7 C)
olarak da snflandrlabilirler.
2.2.2 Alaml elikler
Sade karbonlu eliklerin kullanlma alanlar snrldr. Bunlarda derinliine sertleme
yetenekleri ve korozyona dayanmlar iyi deildir. Bu zelliklere ulamak iin elie alam
elementleri ilavesi arttr.
elie baz alam elementlerinin katlmas eliin eitli zelliklerini gelitirir.
eliklerin snflandrlmasnda alam elmanlarnn etkisi byktr.
Dolaysyla alaml elikleri aadaki gibi snflandrmak mmkndr ;
Az Alaml elikler: Bnyesinde % 5den az alam eleman bulunduran elikler. Orta Alaml elikler: Bnyesinde % 5-10 alam eleman bulunduran elikler. Yksek Alaml elikler: Bnyesinde % 10 dan fazla alam eleman bulunduran
elikler.
Az alaml elikler yksek dayanm gsteren yap ve imalat elikleridir. Yksek
alaml elikler genellikle paslanmaz elikler , zel amal takm elikleri ve manyetik zellikli
eliklerdir (Yldrm ve di.,2001a; Demirci, 2004).
2.2.3 Paslanmaz elikler
Bunlar oksitlenme ve korozyon gibi evresel etkilere dayankl eliklerdir. Bu
zellikleri bileimlerinde bulunan kromdan ileri gelir. Paslanmann dnda baka zelliklerinde
arzuland durumlarda kromla birlikte alama baka elementler de katlmaktadr. Bu
elementlerden en ok kullanlan nikel (Ni), molibden (Mo) ve mangan (Mn)dr.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
16/69
4
Sertleebilen paslanmaz elik bileiminde % 12-14 Cr bulundurur. Martenzitik yapya
ulaabilmek iin bnyede bir miktar karbon bulunmas gerekir.
Krom alaml bir eliin korozyona dayankll bu elementin varl ile elik
yzeyinde ince bir oksit katnn olumas ile aklanr. Bu oksit kat demiri d etkilerden korur(Meran, 2003).
2.3 ELKTE ALAIM ELEMANLARININ GENEL ETKLER
Ham demirin ierisinde bulunan % 4 oranndaki karbonun eitli yntemlerle % 2nin
altna drlmesiyle elikler elde edilir. elikler bileimlerinde % 0.1
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
17/69
5
a) Ostenit oluturucu,
b) Ferrit oluturucu,
c) Nitrr oluturucular olmak zere gruba ayrmak mmkndr.
2.3.1 Ostenit Oluturucu Elementler
Manganez, nikel, kobalt, azot, inko bu gruba ait olan elementlerdir. Bu elementler
yksek oranlarda bulunurlarsa, ostenit alann genileterek ostenit kararlln oda scaklna
ve daha aalara indirirler. Bylece oda scaklnda bile kbik yzey merkezli kristal kafesine
sahip olan ostenitik elikler elde edilir.
Byk oranlarda Ni ve Mn, elii oda scaklnda bile ostenitik halde tutar. Buna en
tipik rnek olarak bileimi (genel olarak) % 1 C, % 13 Mn ve % 1.2 Cr olan Hadfield eli i
verilebilir. Bu elikte Mn ile C ostenitin kararl hale gelmesinde nemli rol oynarlar. Dier bir
rnek % 18 Cr, % 8 Ni ieren ostenitik paslanmaz eliklerdir. Ostenitik eliklerin kendine zg
zelikleri vardr. Bunlar:
Yksek ekil deitirebilme kabiliyeti ostenitik paslanmaz eliklerde grlen nemli bir
zelliktir. rnein Cr-Ni elikler kbik yzey merkezli kristal kafesi nedeniyle dk
scaklklarda (-200 C) dahi snekliklerini kaybetmezler.
Dk akma snr ve daha yksek ekme mukavemetine sahiptirler. Bu nedenle plastik ekil
deitirmeye yatkndrlar.
Manyetik deildirler ve dnme uramazlar. Bu nedenle sertletirme ve normalizasyon
ilemleri mmkn deildir.
Korozyona dayankldrlar.
2.3.2 Ostenitik Yap
Yaklak olarak % 1.2 C ve % 12 Mn ieren X120Mn12 sert manganez elikleri bu
yapya sahiptir. Su verilmi durumda retimden ktklar iin tamamen ostenitik yani snek
fakat sert olmayan bir yap gsterirler. elik bylece kuvvetli olarak souk sertletirilir. Merkez
ise deimez ve snek kalr.
Srtnme eklindeki anmalara kar uygun deildir. Sadece basma eklindeki blgesel
darbelerin elii akma snrna kadar etkiledii durumlar iin bu elik kullanlr. Byle etkilere
maruz kalan yap paralar olarak tren yolu makaslar, deirmen astarlar ve sert maddeler iin
eneli ve darbeli krclar saylabilir. Souk sertletirilmi tabaka zamanla anmasna ramen
devaml olarak kendini yeniler.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
18/69
6
2.3.3 Ferrit Oluturan Elementler
Bu grubun en nemli elementleri krom (Cr), silisyum (Si), molibden (Mo), vanadyum
(V), titanyum (Ti), ve alminyum (Al)dur. Bu alam elementlerinin byk bir ksm kbikhacim merkezli sistemde kristalleir. Eger yksek oranlarda bulunurlarsa demiri de kbik
merkezli olarak kalmaya zorlarlar. Bu elikler katlama srasnda dnmeye uramadan
souduklar iin ferritik elikler olarak adlandrlrlar.
Sadece dk krom oranlarna sahip elikler souma srasnda kbik yzey merkezli
olabilirler. Ostenit alannn altnda tekrar kbik hacim merkezli hale dnerek ferritik olurlar.
Ferritik elie bir rnek olarak transformatr salarnn malzemesini verebiliriz. Bu
malzeme % 3 Si ieren dk karbonlu bir eliktir. Ferritik eliklerin kendine zg zellikleri
vardr. Bunlar:
Manyetiklerdir, ksmen kendilerine zg manyetik zelliklere sahiptirler.
Isya dayankldrlar, ksmen yksek scakla dayanabilirler. Bunlarda kav oluumuna
rastlanmaz.
Korozyona dayankldrlar. Ancak bunun iin saf ferritik olmalar gerekir.
Soukekil deitirmeleri zordur, soukta gevrek bir yapya sahiptirler.
Dnmeye uramazlar, sertletirme veya normalizasyon ilemlerinin uygulanmas mmkn
deildir (Yldrm ve di., 2001).
2.3.4 Karbrler
Krom gibi ferrit oluturan elementler ayn zamanda karbr yapcdrlar. Karbr
yapclarn ounluu da demire bal olarak ferrit oluturucu zelliktedirler. Karbr oluturan
elementlerin karbona olan afiniteleri soldan saa doru yledir. Cr, W, Mo, V, Ti, Nb, Ta, Zr.
Bu elementler takm elikleri iin ok nemlidir. nk sert karbrler oluturup tala
kaldrmaya ve anmaya kar direnleri ykselir.
2.3.5 Nitrr Oluturucular
Tm karbr oluturucular ayn zamanda nitrr yapc elementlerdir. Azot, eliin
yzeyine nitrrleme yoluyla sokulabilir. Farkl alam elementlerinin sert nitrrler oluturarak
veya kelme sertlemesi yoluyla eliin sertliini arttrma eilimleri incelendiinde; Cr, Ti,
Mo, Al ve V gibi nitrr oluturucu elementlerin sertlikte arta neden olduu gzlenmitir. Buna
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
19/69
7
karlk Ni gibi nitrr oluturamayan elementlerin sertlikte nemli bir arta neden olmad
grlmtr.
2.3.6 Birden Fazla Elementin elie Etkisi
Alaml eliklerin byk bir ksm sadece bir tek alam elementi deil, iki veya daha
fazlasn ierirler. Burada karbon alam elementi olarak saylmaz. Si ve Mn da her elikte
bulunduu iin miktarlar % 0.5 Si ve % 0.8 Mn geerse alam elementi saylrlar. Birden
fazla elementin i yapya etkisi zannedildii kadar kolay aklanamaz.
Buna rnek olarak krom-nikel alamlarn incelenecek olursa burada, krom ve nikelin
etkilerinin birbirinin tersi olduu grlr. yle ki:
Krom (Cr): Karbr oluturur. Ostenit blgesini kapal duruma getirir ve ferritik elikleri
oluturur.
Nikel (Ni): Kat eriyik oluturur. Ostenit alann geniletir ve ostenitik elikleri
oluturur. Her iki elementin elikte bulunmas zannedildii gibi etkileri ortadan kaldrmaz.
Aksine krom nikelin etkisini kuvvetlendirir (Knkolu, 2001).
2.4 ALAIM ELEMENTLERNN GENEL ETKLER
2.4.1 Ferritin sertliine etkileri
Ferrit iinde kat eriyik oluturan tm alam elementleri ferritin sertliine etki ederler.
eliklerde en ok bulunan alam elementlerinden Si ve Mn ferritin sertliine en fazla etkide
bulunan iki elementtir. Cr ise en az etkiyi gsterir. Bu nedenle Cr, souk ilem grecek
eliklerde kullanlan en uygun alam elementidir.
2.4.2 Tane Bymesine Etkileri
Tane bymesini snrlandrlmasnda en nemli element vanadyumdur. Vanadyumun
elik iinde ok dk oranlarda (% 0.1) kullanm bile sertletirme ilemi srasnda tane
bymesini durdurmak iin yeterlidir. Bunun nedeni vanadyumun sertletirme scaklklarnda
homojen dalm karbrler ve nitrrlereklinde bulunmasdr. Bu tr karbrleri veya nitrrleri
kat eriyik iine alabilmek iin yksek scakla karmak gerekir. Bu nedenle allagelmi
sertleme scaklklarnda vanadyum bileikleri tane bymesi iin bir engel tekil ederler. Eer
scaklk normalinden daha yksek deere kartlsa, vanadyum bileikleri zndrlebilir.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
20/69
8
Ancak bu durumda eliin tane boyutunun bymesi sz konusu olabilir. Byle bir zellikte
eliin mekanik zelliklerinde (darbe mukavemeti bata) dme grlr. Ti, Ta ve Nb da
vanadyuma benzer etkiler gsteren iki elementtir.
Yksek hz eliklerinde ve dier alaml takm eliklerinde W, Mo ift karbrleri deVC ve VN ve benzer ekilde tane bymesini engeller. Yzey sertletirmede kullanlan ince
taneli eliklerin imalinde istenilen sertletirme etkisi ergimi metale Al ilavesi ile salanr.
Bunun iin uygulanan pratik yntem, nce oksijen miktarn belli bir seviyeye indirmek ve
sonra elie azot miktarna bal olarak Al ilave etmektir. elik souk iken Al-N partikllerinin
dalm salanr ve eliin normal sertletirme scaklnda tane bymesi bu partikller
tarafndan engellenir (Yldrm ve di., 2001b).
2.4.3 tektoid Noktasna Etkileri
Ostenit oluturucu elementler A1 scakln drc, ferrit oluturucu elementler ise
ykseltici etki gsterirler. rnein % 12 Cr ve % 0.4 C ieren tektoid bileiminde bir krom
elii iin tektoid karbon scaklndan daha yksek ostenitleme scakl gerekirken % 3 Ni
ieren elik 700 C nin altnda ostenitik hale geer. Bu hususlarn A1 scakl civarnda
kullanlan elikler iin byk nemi vardr. tektoid nokta, % 0.8 C orannda ve 723 C
scaklkta oluur. rnegin % 5 Cr u eliin tektoid noktas % 0.5 C ieriindedir. Tm alam
elementleri bu noktann karbon konsantrasyonunu drr.
2.4.4 Martenzitin Olutuu Scakla (Ms) Etkisi
Co dndaki tm alam elementleri Ms (martenzit dnmnn baladg scaklk) ve
Mf (martenzit dnmnn bittii scaklk) deerlerini drrler. % 0.5 den daha yksek
karbon ieren eliklerin byk bir ounluunun Mf i oda scaklnn altndadr. Bu durum,
eliklerin sertletirme sonras pratik olarak bir miktar dnmemi ostenit ierdikleri anlamana
gelir. Aada verilen bantda her bir alam elementinin % konsantrasyonunu kullanarak Ms
saptanabilir. Bu bant tm alam elementlerinin ostenit ierisinde znmeleri sz konusu
olduunda geerlidir.
Ms = 561- 474C - 33Mn - 17Ni - 17Cr - 21Mo
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
21/69
9
Yksek ve orta alaml elikler iin Stuhlmann, Ms iin aadaki banty nermektedir.
Ms (C) = 550 - 350C - 40Mn - 20Cr - 10Mo - 17Ni - 8W - 35V - 10Cu + 15Co + 30Al
Tm alam elementlerinin arasndan Ms e en fazla etki eden karbondur.
2.4.5 zotermal Dnm Sresinin Perlit ve Beynit Dnmne Etkileri
Co dndaki btn alam elementleri ferrit ve sementit oluumunu geciktirirler. TTT
diyagramlarnda erileri saa doru kaydrrlar. Alam elementlerinin dnmlere etkilerini
formle edecek bir kural saptamak olduka zordur. Ancak baz elementlerin dierlerine oranla
beynitik dnmleri daha fazla etkiledikleri, dierlerinin de bu konuda ters davrandklar kesin
olarak tespit edilmitir.
Belli elementler belirli bir orandan fazla kullanldklarnda dnmleri kesin
olmamakla beraber arttrabilirler. Ancak bunlarn ilave miktarlara mevcudu dier alam
elementleriyle snrlandrlr. Yzey sertletirme ilemi uygulanan elikler ve takm elikleri iin
perlit-beynit dnmnn balamas iin geen sre, karbon miktar % 1 i atndan azalr.
Takm elikleri ve yap eliklerinde Si konsantrasyonu % 1.5 ve daha fazla olduunda perlit
dnm hzlanr.Sade karbonlu elikler iin C miktarnda % 0.30 dan % 1 e kademeli bir
art, ihmal edilebilir bir etki salar. Fazla etkiler ancak alam elementlerinin kombinasyonuyla
salanr (Yldrm ve di., 2001 a).
2.4.6 Kaynak Kabiliyetine Etkisi
Bir eliin ergitme kaynana uygun olmas, byk lde ierdii karbon miktarna
baldr. Ayrca alam elementleri de mevcut ise kaynak dikiinin soumas srasnda havann
ve parann souk ksmlarnn etkisi ile sertleme yani kaynak blgesinde ksmen martenzit
oluur. Bundan dolay gevrekleen malzeme, souma srasnda oluan kendini ekme sonucu
atlar. Bileimdeki alam elementlerinin ayn ekilde etki eden bir edeer karbon miktar
eklinde hesaplanr. Bu hesaplama iin deneysel yollarla bulunmu karbon edeeri
formllerinden yararlanlr.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
22/69
10
rnek:
Ce = C + Mn/6 + Cr/5 + Ni/15 + Mo/7 % de oran
Karbon edeeri bir nevi kabul edilen miktar olarak dnlebilir. Bu deere gre
elikler aadaki gibi snflandrlr:
Ce < % 0.45 ise, iyi kaynak edilir.
% 0.45 < Ce < % 0.6 ise, artl kaynak edilir.
Ce > % 0.6 ise, zor kaynak edilir.
artl kaynak edilebilmenin anlam, malzemenin ancak n stma veya tamamlayc bir
sl ilem gibi belirli artlar altnda kaynak edilebilmesidir. Zor kaynak edilebilir elikler
ostenitik elektrotlar (Cr-Ni-Mn alaml elik) ile kaynak edilebilir. Kaynak metali bu
malzemeden meydana geleceinden sertlemez ve akma snr dk olur. Souma srasnda
oluan kendini ekmede ise kaynak metali bir miktar plastik deimeye urayarak kendini
brakr. Bylece kaynak blgesindeki gerilmeler tehlikeli bir bykle erimez.
Krom ve silisyum elementleri kaynak ilemi srasnda yanarlar ve yksek scaklklarda
ergiyen oksitler olutururlar. Bu oksitler kaynak dikiinin kenarlarnn akarak birlemesini
nler. Aynekilde birlikte yanan manganezin oluan oksidi dier oksitlerin ergime noktalarn
drr. Bylece Mn dier elementlerin olumsuz etkisini telafi eder (Yldrm ve di., 2001 b).
2.4.7 Sertleme Kabiliyetine Etkisi
Alaml eliklerin sertleme derinlikleri, alamsz eliklerinkinden fazladr. Alaml
eliklere daha fazla su verilir. Sertliin derecesini (Rockwell birimi olarak) karbon miktar tayin
eder ve bu deer
HRc = 65.....66 dan daha yksek olamaz.
2.4.8 Alam Elementlerinin Sertleme Derinliine Etkisi
Utan su verme erileri ile alam elementlerinin sertleme derinliine etkisi ok iyi
takip edilebilmektedir. Bu eriler Jominydeneyi olarak bilinen utan su verme deneyi ile tespit
edilir. rnek olarak % 0.6 C lu C 60 elii yksek sertlie sahip olmasna ramen sertleme
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
23/69
11
derinlii dktr. % 0.3 C, % 2.5 Cr ve % 0.2 Mo ieren alaml eliin (30CrMoV9) sertlii
daha dk olmasna ragmen sertlik utan uzaklatka dk miktarda azalr. Yani sertleme
derinlii daha fazladr. Bir dier elik tr; 42CrMo4 zellikleri bakmndan bu iki eliin
arasnda kalr. Ancak % 1 Cr ve % 0.3 Mo iermektedir. Bu sebepten dolay, daha yksekalaml olan 30CrMoV9 a gre sertleme derinlii daha dktr. Fakat karbon miktar daha
yksek olduundan yzey sertlii daha yksektir.
2.4.9 Alam Elementlerinin Ostenit Dnm Hzna Etkisi
Dnm scakl ve hz ile ilgili daha kesin deerlerin verilmesi, demir karbon faz
diyagramnda mmkn deildir. nk bu denge diyagram dier btn diyagramlar gibi ok
yava souma iin geerlidir. Ostenitin hzl souma srasndaki dnm, scaklk-zaman
dnm diyagramndan (TTT diyagramndan) takip edilebilir.
retilen eliklerin byk bir ksmnn TTT diyagramlar vardr. Bu tip diyagramlarn
izilmesi iin ok geni kapsaml seri halde deneyler yaplmaldr. TTT diyagramlarndan
ostenitin ne kadar zaman ierisinde ve hangi scaklkta dier yapekline dnmeye balad
ve bu dnmn ne zaman tamamland grlebilir.
Ostenitin dnt dier i yaplar; ferrit, perlit, ara kademe i yaps olan beynit ve
martenzittir. Ayrca diyagramlar eliin bileen miktarn yzde oran olarak ve oluan i
yapnn oda scaklndaki sertliini vermektedirler (Yldrm ve di., 2001b).
2.5 ALAIM ELEMENT OLARAK KROM VE MANGANIN ELE ETKLER
2.5.1 Krom
elik, retim endstrisinin temel metalik elemandr. Kaliteli inaat ve takm elii
yapmnda nemli yer tutar. Krom, kritik souma hzn drr. Yksek sertlik ve stn anma
dayanm zelliinde, hidrojen gazna kar dayankl karbrler oluturur. Sertletirici ve tane
kltc etkileri vardr.
Dk karbon ierikli eliklerde % 12nin zerine kacak krom katk deerlerinde
elik paslanmaya ve asitlere kar stn bir dayanm gsterir. Krom ierii % 17yi aan elikler
sya ve yksek alma scaklklarna dayankldr ve doku yaplar tamamen ferritiktir. Kromlu
eliklersl ilemlerden geirildikten sonra kullanlrlar.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
24/69
12
Mangan, molibden, vanadyum ve nikelle birlikte eliin s ve anma dayanmn daha
da artrmak olanakldr. Islah eliklerinde bu elementlerden molibdenin katlmas temper
gevrekliini 550 dereceye kadar olan tm scaklklar iin nler.
Bilyal ve masural rulmanlarn sahip olmas gereken yksek sertlik ve sneklikzelliklerinin salanmas iin % 1 Clu ve % 1.5a kadar krom katkl elikler kullanlr. Dk
alaml eliklerden srnme dayanm en yksek olan % 2,25 Cr ve % 1 Mo ieren eliktir. Bu
elik termik ve nkleer santrallerde kullanlmaktadr. Srnme direnci yksek eliklerde genel
anlamda krom molibden ve vanadyum gibi karbr oluumuna yakn metaller bulunur. Souk ve
scak allan ilerde, kesme ilerinde kullanlan makinalarda krom vazgeilmez bir alam
elemandr.
Krom oran arttka eliin kaynak edilebilme yetenei azalr. Her % 1 Cr artnda
malzemenin ekme dayanm 80-100 N/mm2 art gsterir. Ayn oranda olmamakla beraber yine
akma snrnda bir ykselme, entik darbe tokluunda dme grlr (Yldrm ve di., 2001b).
Krom Oran %
ekil 2.1 Demir krom ikili faz diyagram (Knkolu, 2001)
ScaklkC
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
25/69
13
2.5.2 Mangan ( Mn )
Mangan elie ferromangan eklinde dezoksidasyon elementi olarak verilir. Bu metalin
% 0.8 i aan oranlardaki katklarnda manganl elik alamlarndan sz edilir. ekme dayanmve akma snr % 0,7 mangan deerine kncaya kadar uzamada fazla d olmamasna karn
artma gsterir.
Az oranda mangan ierii entik darbe tokluunu olumlu ynde etkilerken kritik
souma hzn nemli lde drr. Artan mangan ierii ile tane irilemesi oluumuna yol
aar. % 1 C lu ve % 12nin zerinde mangan ierikli elikler anmaya dayankl olurlar ve
ostenitik yap gsterirler.
% 0,9 1,4 mangan alaml sade manganl elikler stn dayanml boru ve kazan sac
yapmnda kullanlr. Bu elikler ayrca, slah eliklerinin kaynanda kaynak ubuu olarak,
anmaya dayankl raylarn yapmnda ve benzeri ilerde de kullanlmaktadr. Silisyumla
birlikte stn dayanml inaat elii veya slah elii olarak kullanlr.
Mangan eliin dvlebilme ve kaynak edilebilme zelliklerine olumlu etkide bulunur.
Yksek karbonlu eliklere dk karbonlu eliklerden daha ok etki eder. Paslanmaya anmaya
ve az oranda s etkilerine kar dayankll iyiletirir.
ekil 2.2 Demir mangan ikili denge diyagramnn demir kesi (Yldrm ve di., 2001 b)
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
26/69
14
Yukardaki ekilde demir-mangan iki bileenli faz diyagram verilmitir. Mangan, ()
blgesini aan, ostenit dnmn ve dolays ile A3 scakln alak scaklklara kaydran
elementlerden biridir. Bunun sonucu olarak % 35 Mn ierikli bir elik alam oda scaklnda
bile ostenitik bir yap gsterir. Diyagramn kesinde kat eriyik faz blgesi bulunur. Bu blge() faz blgesinden ift faz blgesiyle ayrlr. Faz dn, diyagramdan da grlecei gibi
ancak byk konsantrasyon deimeleri ile salanabilir. Artan mangan ieriinin, dnm
alak scaklklara kaydrmas difzyonun glemesine ve hatta tamamen durmasna yol aar.
2.5.3 Mangan elikleri
Yaplarnda % 5ten fazla mangan bulunduran elikler allm normal soutma
hzlarrnda ferrite deil, kbik martenzite dnrler. Burada sz konusu olan ostenit martenzit
dnm, sade karbonlu eliklerdeki dnme benzemekle beraber; sadece burada oluan
martenzitte kafes atomlan arasna karbon atomlar skmaz ve yap da tetragonal yerine kbik
olur. 2 kat eriyii olarak da tanmlanan bu martenzit, olutuu ostenitle ayn bileime sahiptir
ve bu nedenle de ar doymu, kararsz (dengesiz), ancak oda scaklnda deiiklie
uramayan bir grnmdedir.
Manganl eliklerde ostenit ferrit dnm gerekte % 13 Mn deerlerine kadar
grlmektedir. Bu deerin zerinde () fazna rastlanlmaz. Ostenit ise dengesizdir. Bu nedenle
170C dolaylarnda ostenitin difzyon olmakszn hekzagonal () fazna geitii gzlenir. Bu
fazn mikroskopik incelenmesinde ostenit kristallerine yerlemi ince ineler oluturduu
saptanr. Yapsnda % 22nin zerinde mangan bulunduran elikler sade ostenitik yap
gsterirler. Mangan ksmen ana ktleye karr, ksmen de demir karbr ierisinde znr.
Mangann kendine zg zel bir karbr bileii yoktur.
Manganl eliklerin doku oluumlan hakknda bilgi edinmek iin Fe-Mn-C l faz
diyagramnn demir kesini ele alan Guillet diyagramna gz atmak gerekir. Bu diyagrama
gre, manganl
elikler; dk manganl
perlitik, orta manganl
martenzitik ve yksek manganl
ostenitik olmak zere ayr grupta toplanabilirler. Guillet diyagramnda verilen yaplara kesin
gz ile baklmamaldr. rnein % 1 Mn ve % 1,5 C lu bir elik saf ostenitik deildir, hatta
ok ar yava soutmalarda bile yapsnda bir miktar martenzit bulundurur. Hereye ramen
diyagram teknikte geni bir kullanlma alan bulmutur.
Teknikte perlitik, ferritik-perlitik ve ostenitik manganl elikler nem kazanmlardr.
Bileimlerinde % 2-10 Mn bulunduran martenzitik elikler gevrek olular nedeniyle
kullanlmazlar (Yldrm ve di., 2001b).
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
27/69
15
% 1 Mn katks ile eliklerde ekme dayanm ve akma snr 100 N/mm2 artarken,
uzama az oranda azalma gsterir. Mangan perlit oluumunu gletirirken bainit oluumunu
kolaylatnr. % 2-3 manganh elikler normalizasyon tavlamas ile tamamen bainitik yapya
kavuurlar. Mangan kritik soutma hzn drurken derinliine sertlemeyi kolaylatrr.Boyutlar kk % 2 Mnl elik bir para havada sertleir. Kesit boyunca sertlemenin doal
bir sonucu olarak, haddelenmi ve normalizasyon tav grm manganl bir elik iyi
snekliinin yan sra ok iyi dayanm zellikleri gsterir. Islah edilmi durumlarda mangan
yap elikleri sade karbonlu eliklerden daha iyi ekme dayanm, akma snr ve entik darbe
dayanm gsterirler. Manganl elikier ar stmalara kar duyarldrlar, bunun da nedeni
(Fe,Mn)3C karbr bileiinin ostenit ierisinde sementitten daha abuk znmesidir. Sonuta
malzemede temper gevreklii sz konusu olur (Yldrm ve di., 2001b).
Manganl eliklerde rastlanlan tipik bir oluum doku yapsnda uzunlamasna izgilerin
(damarlarn) grlmesidir. Bu durum, manganl eliklerde uzunlamasna llen entik darbe
dayanmnn, enlemesine llenden fazla olmasna yol amaktadr. Bu zellik mangann
metalik olmayan yabanc elementlerle birleerek MnS, MnO.SiO2 ve 2MnO.SiO2 gibi bileikler
oluturmas ve bu bileiklerin scak biimlendirmede bir izgi zerinde toplanmalarndan
kaynaklanr. Haddelenmi manganl eliklerde llecek entik darbe tokluu, uzunlamasna
lmde enlemesine oranla drt kat daha fazla olarak elde edilir.
Islah eliklerinde bazen yapya mangandan baka vanadyum ve krom gibi alam
elemanlar da katlmaktadr.
Byle eliklere rnek olarak % 0,25 C, % 2 Mn ve % 0,12 Vlu 25MnV8 elii ile; %
0,2 C, % 1,25 Mn ve % 1,25 Crlu 20MnCr5 elii verilebilir. lk eliin ekme dayanm 900
N/mm2 akma snr 700 N/mm2 entik darbe dayanm 100 J/cm2 olup, uzamas % 20 ve
incelmesi de % 60tr. kinci eliin ekme dayanm 1200 N/mm2 akma snr 700 N/mm2 ve
uzamas % 10 olup, her iki elikte de derinliine sert1eme sz konusudur.
Ostenitik gruptan en nemli mangan elii % 1,2 - 1,4 C ve % 12 - 14 Mnl sert
mangan ya da Hadfield eliidir.
Bunlarda mangann karbona olan oran 10 / 1 olarak verilir. Bu elikler yksek dayanm
ve anmaya dayankllk, az sertlik ve dk akma snr deeri gsterirler. Temiz ilenmi
yzeylerde % 80e ulaan bir uzamaya sahiptirler.
Sert manganl eliinin ilenmesi iin sinterlenmi karbrlerle (elmas ular) allmas
veya parann talanmas gerekir. ekillendirmede dkm ilk sray alr. Yzeyin mekanik
zorlamalardan doan plastik ekillenmesi ile, yzeyde Brinell sertlik 200 HB den 500 HBye
kar. Tm ostenitik eliklerde olduu gibi sert mangan elii de manyetik zellik gstermez.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
28/69
16
Anmaya kar gsterdii stn dayanm nedeniyle sert mangan elikleri ar
zorlamalara maruz ekskavatr (bager), dozer ve loder kepeleri, krc (konkasr) eneleri, ray
kesime blgelerinin temel paralar bu elikten yaplr. Bazen de yzeyde kaynakla amal
olarak bir sert mangan tabakas oluturulabilir. Ancak byle durumlarda ostenit ve ferritin farkluzama katsaylarndan kaynaklanan bir kristaller aras gerilme yrtlmas sz konusu olabilir. Bu
nedenle anmay nlemek amac ile yaplacak sert mangan tabakas kaplamalarda para ok
yava soutulmaldr.
Dvlm bir sert mangan elii yksek scaklklardan yava yava soutulacak olursa,
tane snrlarnda yava yava (Fe,Mn)3C karbr ayrr. Bazen de, soutmann ar derecede
yava olmas durumunda, karbr ayrmas inemsi ve tane ierisinde bulunacakekilde ortaya
kar. Sert mangan elikleri; ani soutmalarda yumuak ve snek, tavlamalardan sonra sert
karakterdedir.
Tablo 2.1 Mangan eliklerinin mangan oranlar, ad ve zellikleri (Yldrm ve di., 2001b)
-%30-%25 % Mn-%20-%18 Yanma ve sya dayankl krom-mangan elikleri-%16 Ostenitik krom-mangan elikleri-%14 Paslanmaz ve aside dayankl elikler
-%12 Hadfield ostenitik mangan elikleri (sert mangan elikleri)-%10-%8-%6 Kullanlmaz-%4-%3-%2 Mangan yay elikleri (% 08-2 Mn)-%1 Mangan slah elikleri-%0,8-%0,6-%0,4 Kzl krlganla ve ayrlmaya meyletme tehlikesi-%0,2
% Mangan katk oran
Buna neden 1050 Cden itibaren yaplacak soutma ilemlerinde karbonca ar
doymu, homojen bir ostenit fazna ulalmasdr. Byle bir eliin Brinell sertlii 190 HB,
ekme dayanm 1000 (N/mm2) ve uzamas da % 50 dolaylarnda bulunur. Ayn eliin 10 saat
550 Cde tavlanmas ile yap ostenitten ince lamelli perlit ve martenzite dnr. elik ylece
manyetik zellik kazanrken sertlii de 400 HBye kadar ykselir (Yldrm ve di., 2001b;
Schumann, 1964).
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
29/69
17
2.5.4 Krom elikleri
Krom eliklerinde % 0,3 ile % 30 arasnda krom bulunur. ekil 2.2de demir-krom iki
bileenli denge diyagram verilmitir. Demir ve krom yksek scaklklarda geni birkonsantrasyon aralnda kbik hacim merkezli () kat eriyik faz olutururlar. Yaklak % 15
Cr orannda ve 1400 C scaklkta alam azeotropik bir ergime minimumu gsterir.
Krom, demirin A3 scakln alak deerlere kaydrrken; A3 scakl nce hafif alalr,
% 10dan fazla krom ieren alamlarda bu scaklk tekrar ykselir. Karbonsuz, % 15 Cr ierikli
eliklerde gama blgesi tamamen kapanr ve dolays ile bundan fazla olan krom yzdelerinde
elik oda scaklndan ergime scaklna kadar ferritik kalr. Krom ierii yksek olan elikler,
hzl soutma ileminden sonra da ferritiktir. Ancak bu eliklerin (% 25-70 arasnda krom ieren
elikler) l000 Cden ok yava birekilde oda scaklna soutulmas ve 600-900 Cde uzun
sre tavlanmas ile sert ve gevrek olan bir bileik kristal yaps FeCr faz oluur. Yaplarnda ()
faz bulunduran paralar iyice gevrekletiklerinden teknik adan kullanlmayacak duruma
gelirler.
() faznn doku yapsndan uzaklatrlmas iin parann tekrar 1200 Cye stlp, sz
konusu gevreklii veren fazn zndrlmesi ve sonra abucak soutulmas gerekir.Karbonlu
demir-krom ve demir-nikel alamlarrnda yaplar karbonsuz eliklerden biraz daha farkldr.
Krom, demir-karbon faz diyagrammn hem tektoid noktasn ve hem de tektik yapnn
grlmeye balad noktay alak karbon yzde deerlerine doru kaydrr.Bunun sonucu
olarak yksek krom konsantrasyonlarnda, ok dk karbon yzdelerinde bile eliin yapsnda
nemli miktarda perlit ve sementit bulunur. rnein % 15 Cr ve % 0,11 C lu bir eliin i
yaps % 80 perlitten oluurken; % 14 Cr ve % 0,25 Clu bir eliin i yaps daha bu karbon
yzdelerinde bile tektoidiktir.
ekil 2.3 Fe-Cr-C l faz diyagramnn demir kesi (Yldrm ve di., 2001b)
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
30/69
18
Karbon ierikli kromlu eliklerde grlen karbr tr (Cr7C3) forml ile ifade
edilebilen zel karbrdr. Bu karbr yapsna % 55 dolaylarna kadar demir kabul edebilir.
Dier zel karbrler gibi, (Cr23C6) zel karbr de ok yava bir difzyon hzna sahiptir. Yanibu karbr ostenitleme srasnda ok yava bir biimde znrken, soutma srasnda da yine
yava bir biimde ayrma gsterir.
Sertletirilmi eliklerin tavlanmalar srasnda, martenzitte grlen segregasyon hz,
sade karbonlu eliklerden daha azdr. Kromlu eliklerin s ortamna olan dayanklklar da zaten
bu zelliklerinden kaynaklanmaktadr.
tektoid st elikler pelitten baka sekonder sementit de ierirler. Byle bir elie
rnek olarak % 1 C ve % 1,5 Cr ierikli rulman yapmnda kullanlan elik verilebilir. Bu
elikteki karbr bileii (Fe,Cr)3C olup, bu karbr % 15 dolaylarna kadar krom ierebilir.
Korozyona dayankl % 0,4 C ve % 13 Crlu bir elik de yine tektoid st eliklerden yksek
krom ve karbon ieriklerinde elikler ledeburitik olur. Yani byle eliklerde () kat eriyii
+ (Fe,Cr)3C +(Cr,Fe) 7C3 ten oluan bir l tektik karma ular. % 0,62 C ve % 21 Crlu
yksek scaklk ve yanma ortamna dayankl alferon denilen dkme elik abucak
soutulursa ostenit dn engellenir ve yapda primer () kat eriyii ile tane snrlannda
ledeburite rastlanlr. Tavlama veya yava soutma ile ostenit, ferrit ve nemli miktarda karbre
dnr. Dk karbon ve yksek krom ieriklerinde elikler krom ferrit ve karbrlerden oluan
bir yapya sahiptir.
eliklerde % 1 Cr katks ile ekme dayanm 80-100 N/mm2 artarken, uzama % 1,5
dolaylarnda azalma gsterir. Kritik soutma hz krom katksyla nemli llerde der ve
derinliine sertleme de buna bal olarak hissedilir llerde artar. Yksek krom ieriklerinde
eliin s ve tavlamaya olan dayanm byk oranda artar. Krom, silisyum ve alminyum ile
birlikte yanmaya dayankll artrr. Kromun dnm scaklklarn ykseltmesi nedeniyle,
kromlu elikler yumuatma tavlamasna elverilidirler. Yine bu nedenle de ayn eliklerin
yksek scaklklardan ani soutularak sertletirilmeleri gerekir. Kromlu eliklerde temper
gevreklii grlr. % 12nin zerinde krom ieren dk karbonlu eliklerde birdenbire su,
asitler ve scak gazlar gibi korozyonik ortamlara kar dayankllk zellii ortaya kar. Bu
nedenle yksek kromlu eliklerin korozyona olan dayanmlar teknikte ayr bir neme sahiptir.
ok iyi derecede sertletirilebildiklerinden ve iyi slah edilebildiklerinden dolay krom
elikleri teknikte byk apta kullanlma alan bulmulardr. Takm, slah v.b. elik tr olarak
baar ile kullanlmaktadr. % 0,40 C ve % 1 Crlu (40 Cr 4) slah eliinin i yaps ferritik-
perlitiktir. eliin Brinell sertlii 200 HB olup, ayn eliin dvlp havada soutulduktan
sonra yaps bainitik olur ve sertlii de 280 HBye kar. Bu elik 840 Cdan yaa ekilir ve
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
31/69
19
sonra da 600C da tavlanrsa ekme dayanm 950 N/mm2 ve uzamas da % 65e ular. Krom
slah elii olarak adlandrlan bu elikten krank mili yaplr ve elik alevle ok iyi yzey
sertletirilir.
stn korozyon dayanm nedeniyle yksek krom ierikli slah elikleri, rnein % 0,20C ve % 13 Crlu (x20Cr13) elii, pelton trbini kepeleri, biyel kollar, piston milleri ve
pompa paralan yapmnda kullanlr. Bu eliin i yaps yumuak tavlanm durumda krom
karbrlerin yatakland ferritten oluur. Eer elik yada sertletirildikten sonra 700 Cde
tavlanrsa (Cr,Fe)7C3ten oluan krom karbr znr. eliin ekme dayanm 750 N/mm2
akma snr 600 N/mm2, uzamas % 25, incelmesi % 65 ve entik darbe dayanm ise 80 J/cm2
dolaylarnda bulunur. % 1 Mo katks ile eliin s dayankll nemli llerde
ykseltilebilir.
Kromlu eliklerde temper gevrekliini nlemek iin % 0,15 - 0,5 Mo katks gerekir.
Molibden ayrca sertleme, sneklik ve tavlamalara kar dayanm gibi zellikleri de dzeltip,
iyiletirir. ok dayankl olan molibden karbr ayn zamanda eliin srnme dayanmn da
olumlu ynde etkiler.
% 0,15 C, % 1,5 Cr ve % 0,4 Moli bir (15 Cr Mo 6.4) eliinin i yaps
haddelendikten sonra bainitik olur. Molibden yapda kromdan daha ok etkili olur, perlit
oluumunu nler ve ostenitin bainite dnmn hzlandrr. elik 880 Cden havada
soutulur ve sonra 660 Cde tavlanrsa ferrit aa kar ve kalnt ostenit bainite dnr. Bu
elik 530 Cye kadar olan scaklklarda alacak kazanlarn yapmnda kullanlr.
Vanadyum tpk molibden gibi kromlu eliklerin benzer zelliklerini slaha yardm eder.
Tane bymesini engellediinden eliin ar stmalara kar duyarl olmasn nler. Bunun
dnda vanadyum eliin deien kuvvetlere kar dayanklln (yorulma dayanmn) ve
srnme dayanmn artrr. rnein % 0,5 C, % 1 Cr ve % 0,2 Vlu bir elik ok yksek bir
elastiklik snr ve stn srnme dayanm gsterdiinden bu elik sya dayankl yaylarn
yapmnda byk nem tar.
% 1 C ve % 1,5 Crlu, 100 Cr 6 elii, nemli bir takm eliidir. Bu elik
sertletirildiinde ok yksek bir sertlik derecesi (Rc=65), anmaya dayankllk ve elastiklik
zellikleri gsterir. Bu elik haddelendiinde, haddeleme scaklnn ilemden sonra az olmas
ve soutmann hzl seilmesi halinde, ince taneli sorbitik bir yapya ulalr. Ancak
haddelemeden sonraki scakln yksek ve soutmann yava yaplmas durumunda, doku geni
izgili perlit ve tane snr sementitinden oluur. Bu yap elie daha sonra uygulanacak ilemler
asndan iyi sonu vermez, nk elie uygulanacak yumuatma tavlamas ilemlerinde doku
arzulanan bir biimde yumrulamaz, yumrular homojen bir oluum ve dalm gstermezler.
Sonuta ulalan yap krlgan, gevrek ve atlamaya yatkn olur. Bu yzden byle haddelenmi
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
32/69
20
eliklere, yumuatma tavlamasndan nce normalizasyon tavlamas uygulanmas gerekir. Bu
ilem iin elik; (Ac1) scaklnn zerinde bir scakla, rnein 100Cr6 eliinde 850 Cye,
eitli eliklerde 880-900 Cye, stlr ve hareketsiz hava ierisinde soutulur. Kesitin byk
olmas halinde soutma, basnl hava ile yaplmaldr. Bylece tane snr sementitinin yenidenayrmas kesinlikle nlenmi olur. elie daha sonra 760Cde 6 saat sreyle yumuatma
tavlamas uygulanrsa ve elik 650 Cye kadar saatte 20 C hzla soutulursa, homojen
dalm ve yuvarlanm bir tane yapsna kavuur. Mmkn olduu kadar yapda sorbit ve
perlit kalntlarnn bulunmamasna dikkat edilmelidir. Sementit yumrularnn kk olmas
halinde sertlik ok yksek, iri olmas halinde ise ok dktr. eliin otomatik tala kaldrma
ilemleri her iki halde de ktleir. Sertlik fazla olursa tala kaldrc ularda ar anma,
sertlik az olursa da temiz bir yzeye ulaamama durumlar sz konusu olur. Uygun Brinell
sertlik 180-200 HB arasnda bulunmaldr (Yldrm ve di., 2001b; Schumann, 1964).
Krom oran (%)
ekil 2.4 - Karbonun demir krom diyagramna etkisi (Islak, 2005)
Scaklk(C)
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
33/69
21
3. KROM MANGANLI ELIKLER
Tablo 3.1 TS 2525'de verilen slah eliklerinin AISI karlklar ve kullanma yerleri (Keskin, 1986)
TS 2525
elik No SembolSAE - AISI Kullanm Yerleri
1.5038 40 Mn 4 1039Genel makina ve tat yapmnda, Mn alaml
slah eliinden paralar
1.5065 28 Mn 6 1330Genel makina ve tat yapmnda, Mn alaml
slah eliinden paralar
1.6511 36 CrNiMo 4 9840Tat ve motor yapmnda, aks, aks kovan, krank
mili, dingil gibi ok fazla zorlanan paralar
1.6580 30 CrNiMo 8 -
Otomobil ve motor yapmnda, dayanm,
sneklilik ve elastikiyetin n planda olduu ok
zorlanan paralar
1.6582 34 CrNiMo 6 4340
Otomobil ve motor yapmnda, krank mili,
direksiyon paralar, eksantrik mili gibi ok
zorlanan paralar
1.7003 38 Cr 2 -
Genel olarak tayc ve motor yapmnda
kullanlan paralar
1.7006 46 Cr 2 5045Genel olarak tayc ve motor yapmnda
kullanlan paralar
1.7033 34 Cr 4 5132Tat ve makine yapmnda, krank mil ve dier
tahrik aksam, n aks, aks kovan gibi paralar
1.7034 37 Cr 4 5135Siyanr banyosunda sertletirilecek, anzman
paralar, piston kolu, krank mili ve dili arklar
1.7035 41 Cr 4 5140Tat ve motor yapmnda, krank mili, n aks, aks
kovan, direksiyon mili ve benzeri paralar
1.7037 34 CrS 4 -anzman paralar, mil, piston kolu gibi talal
ekillendirlecekslah elii paralar
1.7038 37 CrS 4 -1.7037 gibi, ayrca, siyanr banyosunda
sertletirilecek dili arklar
1.7039 41 CrS 4 -1.7037 gibi, ayrca, siyanr banyosunda
sertletirilecek dili arklar
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
34/69
22
1.7218 25 CrMo 4 4130Otomobil ve tat paralar yapmnda, aks mili,
aks kovan,
1.7220 34 CrMo 4 4135/4137
Otomobil ve uak paralar yapmnda, krank mili,
aks mili ve kovan, yivli mil vb. sneklilii yksek
paralar
1.7225 42 CrMo 4 4142/4140 1.7220 gibi, ayrca dili ark ve bandaj
1.7226 34 CrMoS 4 -1.7220 gibi (daha iyi talalekillenebilirlik
zellii)
1.7227 42 CrMoS 4 -1.7225 gibi (daha iyi talalekillenebilirlik
zellii)
1.7228 50 CrMo 4 4150
Otomobil ve uak yapmnda yksek sneklilikte
paralar, anzman, direksiyon ve aktarma
organlar paralar
1.7361 32 CrMo 12 4 -Dayanm, sneklilik ve elastiklikte fazla
beklentilerin olduu paralar
1.7707 30 CrMo V 9 -
Otomobil ve tatlarda yksek sneklikte, fazla
zorlanan krank mili, saplama, cvata ve benzeri
paralar
1.8159 50 CrV 4 6150
Otomobil ve mekanizma yapmndaki dili ark,
mil, ynlendirme paras gibi anmaya zorlanan
paralar
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
35/69
23
4. YZEY MODFKASYONU
Makina paralarnda ortaya kan hasarlar; insana bal hasarlar ve teknik esaslara
bal hasarlar olmak zere iki grupta toplamak mmkndr. nsana bal hasarlarn oran % 62
ve teknik esasl hasarlarn oran da % 38 dir. Bu % 38lik ksmn % 11ni anma, srtnme,
korozyon, erozyon, sl etkiler ve dier etkenler oluturmaktadr. Dnyada anmann neden
olduu yllk kaybn 200 milyar dolar dolaylarnda bulunduu tahmin edilmektedir. Bu yzden
bu zararlar nemli lde azaltacak yzey modifikasyonu yntemlerine gereksinim
duyulmaktadr. Bunlar yzeyin deiimi ya da yzeyin kaplanmas eklindedir. Yzeyin
deiimi, yzeyin kimyasal bileimini deitirerek ya da deitirmeden ve yine yzeye iyon
balanmas (iyon implantasyonu) yaplarak salanr.
Ayrca bu yntemlerden farkl olarak yzeye kaplama yaplarak da zararl etkilerinnne geilebilir. Yzey kaplama yntemleri ise; buhar biriktirme, elektrolitik kaplama ve
yzey ergitme yntemleri olarak grupta ele al nabilir. Ergitme yntemlerinden kaynak
ilemleriyle yzey alamlama, yzey modifikasyonu yntemlerinde yeni bir teknik olup, yzey
mhendisliinde geni bir yere sahiptir (Islak, 2005; Yldrm ve di., 2006; Yldrm ve di.,
2007).
4.1 YZEYN DEM
Yzey deiimi ilemleri, yzeyin kimyasal bileimini deitirerek veya deitirmeden
yaplan ilemler olarak iki ana grupta incelenebilir. Kimyasal bileimi deitirerek yaplan
ilemlerde, malzeme yzeyinde kimyasal yntemlerle koruyucu bir tabaka oluturulur.
Kimyasal bileimi deitirmeden yaplan ilemlerde ise; bir faz dnm mekanizmas ya da
yzeyde ergime salamak koulu ile yzey deiimi salanr.
4.1.1 Kimyasal Bileimi Deitirmeksizin Yaplan Yzey Sertletirme lemleri
Bir malzemenin yzeyinin kimyasal bileimini deitirmeden sertletirilebilmesi iinmalzeme yzeyinde karbon orannn yeterli olmas gerekir. Yzey sertletirme ileminin
salanabilmesi iin yzeydeki karbon orannn en az % 0.30 olmaldr (Yldrm ve di., 2001a).
Karbon oranlar yzeyde sertleme snr zerinde bulunan elikler; ya frnda stlarak,
ya alevle, ya endksiyon akm ile, ya da lazerle yzey sertletirilirler (Yldrm, 1984; Yldrm,
1989; Demirci, 2004).
Bu yntemlerin temel prensibi; ncelikle malzeme yzeyini ostenitleme scaklna
kadar stmak, ostenitleme salandktan sonra belirli soutma hz (C/sn) altnda paray belli
ortamlarnda aniden soutmaktr. Burada nemli olan husus, ekirdek sertlemesinden
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
36/69
24
kanmaktr. Bu yzden paralarn i ksmlarnn ar stlmasndan kanlmal ve bunlarn
sadece yzeylerinde homojen, ancak i blgelerine gre daha hzl, bir stma salanmaldr
(Yldrm ve di., 2001a).
Ayrca malzeme yzeyi ergitilerek de yzey sertlemesi salanabilir. Bu da genelliklelazern kullanlarak yaplmaktadr. Bu yntemde ksa sreli ergime ve bunu takip eden souk
malzeme yzeyindeki hzl katlama sonucunda, yzeyde martenzit oluumu kendiliinden
salanr (Yldrm, 1989).
1. Alevle yzey sertletirme,
2. Endksiyonla yzey sertletirme,
3. Lazern ile yzey sertletirme,
4. Frnda sertletirme.
4.1.2 Yzeyin Kimyasal Bileimini Deitirerek Yaplan Yzey Sertletirme Yntemleri
Sertletirme ilemi iin yzeyde yeterli karbon oranna sahip olmayan malzemeler
yzeylerinde bir kimyasal deiim salanarak sertletirilirler. Bunlar genellikle yzeye karbon,
azot ve bor gibi arayer atomlarnn geitirilmesi ve metal iyonlarnn yzeye balanmas
eklinde olmaktadr. Burada modifiye tabakas daha belirgindir ve baz ilemlerde esas
malzemeden keskin snrla ayrlr. Bu, ilem iin bir dezavantaj oluturabilir. lemlerinuygulanmasnda; bekleme sresi, para scakl, soutma hz, soutmann ekli ve yzeye
geitirilen malzeme miktarna dikkat edilmelidir.
Karbrleme1. Toz ile karbrleme,2. Tuz banyosunda karbrleme,3. Gaz atmosferinde karbrleme,4. Plazma ile karbrleme. Nitrrleme1. Gaz nitrrleme,2. Tuz banyosunda nitrrleme,3. Plazma (iyon) nitrrleme. Karbonitrrleme Borlama
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
37/69
25
1. Kat ortamda yaplan borlama,2. Sv ortamda yaplan borlama,3. Gaz ortamnda yaplan borlama,4. Plazma borlama,5. Akkan yatakl borlama (Fluidized bed boriding). yon implantasyonu
4.2 YZEY KAPLAMA
Yzey kaplama, malzemelerin yzeylerini buhar biriktirerek, sol-jel yntemi
kullanarak, elektrolitik olarak veya ergitme prosesleri kullanarak tribolojik olaylara kar
korumak ve malzeme zelliklerini gelitirmek amacyla yaplr. Bu yntemlere gereksinim,
dier yzey modifikasyonu ilemlerinin malzemelerin zelliklerini gelitirmede yetersiz
kalmalarndan dolaydr. Bu yntemler ile yzey mhendislii alannda youn aratrmalar
yaplmaktadr. Bu yntemler;
1. Buhar faz yntemleri,2. Sol-Jel yntemi,3. Kaplama ve anotlama yntemleri (elektrolitik kaplama),4. Ergitme yntemleridir.
4.2.1 Ergitme Yntemleri
Nitrokarbrleme, plazma nitrrleme, elektriki boalm, sertletirme, CVD ve PVD
yntemleri gibi bir ok yzey kaplama teknikleri vardr. Dolgu metal veya tozlar ile kaplama;
kaynak, sl pskrtme veya benzer kaynak yntemleri ile ou zaman yaplr. Son almalarda
aratrmaclar yzey modifikasyonu iin lazerle egitme zerine odaklanmlardr. Tungsten inert
gaz s kayna ise yzey modifikasyonunda belli bir potansiyele sahiptir (Erolu ve zdemir,
2002).
Isl pskrme yntemi otomotiv endstrisi iin ilgi ekici bir yntemdir. Is l pskrtme
kaplamalar olduka ksa srelerde elde edilebilirler. Is girii ve arplmalar bir ok CVD
ynteminde daha azdr (Edrisy ve di., 2001).
PTA ile alamlama lazer veya elektron n proseslerinden daha az enerji younluuna
ramen daha basit ve ucuzdur. Bununla birlikte PTA alamlama teknii kompozit
malzemelerin zerine bor modife etmede baarl birekilde uygulanr (Bourithis ve di., 2003).
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
38/69
26
4.2.2 Isl Pskrtme (Thermal Spray)
1. Alevle pskrtme,
2. Plazma - jeti ile pskrtme,
3. Patlamal pskrtme (Detenation-Gun ya da D-Gun),
4. Elektrik ark ile pskrtme,
5. Yksek hzl oksi yakt (HVOF) pskrtme,
6. zel sl pskrtme yntemleri,
4.2.3 Kaynak
Endstrinin her kesiminde kullanlan makina elemanlar, kullanld yerdeki zelliineve beklentilere gre eitli usullerle imal edilirler. Bazen imalatta yeterli olmayan zellikler,
sonradan o makina elemanna kazandrlmaya allr. Kazandrlmak istenen sonraki zellikler,
hi kullanlmayan bir malzemeye de biraz kullanlp anm bir makina elemanna da
uygulanalabilir. nce ya da kaln sert kaplamalar da makina elemanlarna ska uygulanr. Ama
bazen hatalar yle boyuta ular ki, makina elemanlarnda ortaya kan olumsuzluklarn
kaplamalarla telafisi mmkn olmayabilir.
Geni aralklarda istenen yzey artrmlar; tel pskrterek, toz pskrterek, ince sert
kaplama, krom kaplama, PVD, CVD kaplama ile salanamaz. Bu tr artrmlar gerekletirmekiin mutlaka ilve bir metal (elektrot) kullanmn salamak gerekir. Bu yzey artrmlarn
salamada da elektrik ark, tozalt, gazalt (TIG, MIG, MAG), lazern ve elektron n kaynak
teknikleri kullanlabilir.
Profesyonel ekipmanlar ve elemanlar kullanlarak gerekleen, metallerin kaynaklarla
doldurulmas da makina endstrisinde yaygn olarak kullanlmaktadr. lve metalin elektrik
arkyla ergitilip nceden hazrlanan blgeye aktarlarak yaplan transferi srasnda malzemede
bir takm arplma, dzensiz gerilim ve sertlik, atlama ve yzey hatalar gibi olumsuzluklar
oluabilmektedir.
Ayrca kaynaklar doldurulan yzeylerde dzgnlk salanmad iin talal imalat
yntemlerinden herhangi birisi kullanlarak imalat tamamlanm olur. Yine bu kaynak
yntemleri kullanlarak yzeye esas malzemeden daha iyi anma, korozyon ve erozyon
direncine sahip metal ve metalik tozlar geitirilerek ergitme esasl yzey alamlama eklinde
yzey modifikasyonu salanabilir.
Bu alanlarda bir ok almalar yaplm olup bu yntemlerin yzey modifikasyonunda
verimli olduu gzlenmitir (Islak, 2005).
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
39/69
27
5. DENEYSEL ALIMALAR
5.1. DENEYSEL YNTEM
Bu almada, AISI 4142 eliinin elektrik ark kaynak yntemi (SMAW= Smelting
Arc Welding) ile Citodur 600 elektrot kullanlarak yzey modifikasyonu (alamlama) yaplarak
elde edilen kaplama tabakasnn kaplama sonras soutma ortamna gre mikro yaps ve
malzemenin abrasif anma davranlarna olan etkilerinin incelenmesi amalanmtr.
5.2. ELEKTRK ARK KAYNAK YNTEMYLE (SMAW) LE YZEY ALAIMLAMA
Elektrik ark kaynak yntemiyle (SMAW) yzey modifikasyonu ileminde, AISI 4142
eliinden oluan yzey bileimi deitirilmek istenen alt malzeme, kaplama tozu olarak SiC vealamlama amal krom ierikli kaynak elektrodu kullanlmtr. Soutma ortam olarak hava
ve ya seilmitir. AISI 4142 eliinin ve kaplama tozunun kimyasal bileimi Tablo 5.1de
gsterilmitir.
Tablo 5.1Yzey alamlama iin kullanlan alt malzemenin (AISI 4142), kaynak elektrodunun (Citodur600) ve kaplama tozunun (SiC) kimyasal bileimi
Alam Elementi (% a.)
C Si Mn P S Cr Ni Mo Al Fe
AISI 4142 0.406 0.27 0.77 0.012 0.029 1.040 0.090 0.024 0.028 KalanCitodur 600 0.4 0.5 0.3 - - 7 - - - Kalan
SiC 27.5 72.5 - - - - - - - -
Kaplama ncesi, 20x25x100 mm boyutlarndaki numunelerin yzeylerine 1 mm
derinliinde 10 mm geniliinde ve 95 mm uzunluunda parmak freze aks ile kanal
almtr. Alan kanal mekanik olarak temizlenip, oksitlerden arndrldktan sonra numuneler
asetonla kimyasal olarak temizlenerek kurutulmutur. Kaplama tozu SiC, kanaladoldurularak
ekil 5.1.deki gibi yzeye yaptrlmtr. Elektrik ark kaynak yntemi ile alamlamaya
balandnda tozun yzeyden uzaklamamas iin toz numune yzeyine balayc olarak alkol
kullanlmtr. Bu ilemden sonra numuneler 50 Clik ortamda 45 dk. sreyle kurutulmutur.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
40/69
28
ekil 5.1. Alt malzeme/kaplama tozu iftinin kaplama ncesi tasarm
Yzey alamlama iin elektrik ark ynteminde (SMAW) doru akml g
kaynandan yararlanlm olup, 3,25 mm apnda Citodur 600 marka elektrot ile malzeme
yzeyinde 2-3.5 mm derinliinde oluturulan ark ile modifikasyona urayan nfuziyetli blge
elde edilmitir. Soutma ortam olarak hava ve ya kullanlmtr. Tablo 5.2de retim
parametreleri, Tablo 5.3de de deney artlar verilmitir.
Tablo 5.2 Yzey alamlama (modifikasyonu) iin retim parametreleri
Akm/Volt 130-150 A/20 V
retim Hz 0.28-0.82 mm/snElektrod Citodur 600
Elektrod ap 3,25 mm
Tablo 5.3 Deney numunelerinin retim parametreleri
NumuneAd
AnaTabaka
Kullanlan
SiC Miktar
(gr)
Elektrod Akm TipiAkmDeeri
KaynakHz
(mm/sn)
Soutma
Ortam
S 1 AISI 4142 0,5 Citodur 600 DA 130 A 0,32 Ya
S 2 AISI 4142 1.0 Citodur 600 DA 130 A 0,33 Ya
S 3 AISI 4142 1,5 Citodur 600 DA 130 A 0,31 Ya
S 4 AISI 4142 0,5 Citodur 600 DA 130 A 0,34 Hava
S 5 AISI 4142 1.0 Citodur 600 DA 130 A 0,35 Hava
S 6 AISI 4142 1.5 Citodur 600 DA 130 A 0,33 Hava
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
41/69
29
ekil 5.1de de grld gibi elektrik ark kaynak yntemiyle yzey
modifikasyonunda, yzeye yaptrlan SiC tozlarnn, Citodur 600 elektrot ile kaynak blgesine
enerji aktarlarak alt tabakaya nfuziyeti salanmtr. Bu ilemde ergimi halde bulunan toz
karmnn uygun elektrot hareketiyle kaynak blgesinde hapsedilmesine dikkat edilmitir.Yzey alamlama ileminden sonra numuneler hava ve ya ortamnda hzlca soutulmutur.
ekil 5.2 numuneler (Sample= S) gsterilmektedir. Yzey alamlama sonras elde edilen
kaplama tabakasnn stten grn. ekil 5.3de SMAW yntemi ile yzey alamlama
ileminin ematik resmi verilmitir.
ekil 5.2 SMAW yntemiyle yzey alamlama ileminin ematik resmi
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
42/69
30
( S 1; V=32 mm/sn ) ( S 2; V=33 mm/sn ) ( S 3; V=31 mm/sn )
( S 4; V=34 mm/sn ) ( S 5; V=35 mm/sn ) ( S 6; V=33 mm/sn )
ekil 5.3 SMAW yntemiyle yzey alamlama yaplan AISI 4142 eliinin farkl retim hzlarndakimakro yzey grnleri
Elektrik ark kaynak yntemiyle elde edilen yzey alaml numunelerin, mikro yapsn
ve mikroyapya retim parametrelerinin etkisini incelemek iin retim hz (V) 0.30-0.35 mm/sn
aras ortalama hzda allm, toz miktar 0.5-1.5 gr. arasnda deitirilmi ve akm deeri ise
130 A deerinde sabitlenmitir.
5.3 MKROYAPI NCELEMELER VE SERTLK LMLER
Metalografik incelemeler iin numuneler (S), kaynak ynne dik bir ekilde alaml
blgeden alnmtr. Elde edilen metalografi numuneleri 80-1200 meshlik zmpara kadna
tutularak yzeyleri temizlenmitir. Daha sonra 1 ve 6 mlik elmas pasta ve inceltici-alkol
yardmyla yan kesit yzeyleri parlatlmtr. Mikroyap incelemeleri iin numuneler 3-7 saniye
sreyle; 5 gr. FeCl3, 25 gr. HCl ve 100 ml H2O zeltisinde dalanmtr. Alamlanan
yzeyden mikroyap element analizi iin optik mikroskop (OM) resimleri Dicle niversitesiMhendislik Mimarlk Fakltesi, Makine Mhendislii Blmnde, mikrosertlik lmleri
Frat niversitesi Mhendislik Fakltesi, Metalrji Mhendislii Blmnde, SEM ve EDS
analizleri nn niversitesi Aratrma Uygulama Merkezinde alnmtr. Sertlik lmleri
kaplamann st tabakasndan alt malzemeye doru alnarak belirlenmitir. almada mikroyap
ve SEM-EDS incelemeleri iin ekil 5.4de grld gibi inceleme numuneleri u ksmdan
biraz ieriden homojen blgeden alnmaktadr.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
43/69
31
ekil 5.4Numune hazrlama emas
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
44/69
32
6. DENEY SONULARI VE TARTIMA
6.1 MKROYAPI NCELEMELER VE SERTLK LMLER
Bu almada; AISI 4142 eliinin elektrik ark kaynak yntemi kullanlarak SiC ile
yzey modifikasyonu ileminde; mikroyap, mikrosertlik deikenlerine retim parametrelerinin
etkileri incelenmitir. retim parametrelerinden retim hz, enerji girdisi ve katlan toz miktar;
mikroyap deiimi zerine nemli bir paya sahiptir. Enerji girdisi, katlama hz zerinde etkili
olmaktadr. ekil 6.1 optik mikroskopi teknii ile ekilen resimlerin referans blgleri ve isimleri
verilmitir. Optik mikroskopide bu esaslara dikkat edilerek ekimler yaplmtr.
ekil 6.1 : Optik mikroskopi teknii ile ekilen resimlerin referans blgleri ve isimleri
6.2 ABRASF AINMA TEST
Yzeyi alamlanm numunelerin abrasif anma oranlar oda scaklnda kayma
sistemli pin-on-disk deney aparatyla bulunmutur. Bir torna tezgah yardmyla gerekletirilenbu dzenek, ekil 6.3de verilmitir. Abrasif anma deneylerinde 10x10x20 mm ebatlarnda
anma numuneleri kullanlmtr. Numune hazrlama ve boyutlandrma ilemi ekil 6.2 de
ematik olarak grlmektedir.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
45/69
33
ekil 6.2 Abrasif anma deneylerinde kullanlan numunenin lleri
Andrcnn bal olduu disk, torna tezgahnn aynasna ve andrlacak deney
numunesi ise bir numune tespit yuvas ierisinde, kater tutucusuna tespit edilmitir. Anma
testleri ncesi, her bir numune, anma yzeyinin abrasif andrc yzeyine tamamen temas
etmesini salamak iin, 600 ve 800 meshlik silisyum karbr (SiC) taneli abrasif andrcyla
ileme tabi tutulmutur. Deneyler 10, 20 ve 30 Ntluk farkl ykte 20 metre kayma
mesafesinde yaplmtr. Andrc olarak 120 meshlik abrasif andrc kullanlm, anan
numunenin yzeyi alkol ve basnl hava ile temizlenerek kalnt metallerden arndrlmtr.
Anma numuneleri, anma ncesi ve sonras 10-5 gr arla duyarl Scaltec marka elektronik
terazi ile tartlp, ktle kaybndan anma miktarlar tespit edilmitir. Ktle kayplarndan
gidilerek numunelerin anma oranlar saptanmtr. Bulunan ktle kayb deerleri, her bir
numune iin farkl yk deerleri parametreleri referans alnarak ayr ayr aratrlmtr. Bulunan
sonularekil 6.25te verilmitir.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
46/69
34
1. Yk kolu 7. Numune2. Yk 8. Hareketli numune tutucu3. Kater cvatas 9. Rulman4. Kater 10. Spot5. Andrc 11. Numune bask kolu6. Dili kutusu
ekil 6.3 Abrasif anma testi aparat
6.3 MKROYAPI NCELEME SONULARI
Bu almada; 4142 eliinin SMAW yntemi ve Citodur 600 elektrodu kullanlarak
SiC ile yzey modifikasyonu ileminde; mikroyap, mikrosertlik ve abrasif anma
deikenlerine retim parametrelerinin etkileri incelenmitir.
ekil 6.4te 0,33 mm/sn retim hznda 0.5 gr SiC tozu ilavesi ve yada soutulmas ile
retilen 1 nolu numunenin SiC alam tozuyla retilen modifikasyonlu st tabaka malzemesinin
mikroyaps verilmitir.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
47/69
35
ekil 6.4 S1 numunesinin 1. blge OM grnm (50x).
ekil 6.4de grld gibi bu blge alamdan gelen C, Cr, Mn, Si yaplar bulunmakta
olup Fe bakmndan zengindir. Yap dk alaml eliklerde grlen ferritik- perlitik orijinal
yapdan olumaktadr.
ekil 6.5 S1 numunesinin 2. blge OM grnm (50x).
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
48/69
36
ekil 6.5de 2. blge yani ITAB (s tesiri altnda kalan blge balangcna)a ait optik
resimde martenzitik yapnn sertlii, bu noktadaki soutma hznn artmas nedeniyle biraz daha
ykselmitir.
ekil 6.6 S1 numunesinin 3. blge OM grnm (50x).
ekil 6.6da 1 Nolu numunenin ITAB kaynak blgesi ile ana malzemenin birlikte
grnmnde modifikasyon sonucu dendritler olumu ve bu dendritler kaynak ynne doru
ynlenmitir. Bu blgede martenzit dnda krom karbrlerinin de olumas sertliin ie doru
srekli artmasna neden olmutur. nk karbr oran ie doru ilerledike oalmaktadr.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
49/69
37
ekil 6.7 S1 numunesinin 4. blge OM grnm (20x).
ekil 6.7de S 1 numunesinin kaynak blgesi incelendiinde kaynak metalinin etkisiyle
kromun ferritik yaps ve karbr oluumlar gzlenmektedir. Az da olsa martenzitik yaplarn
varl sz konusudur. Bu da sertlikteki artn srekliliine yol amtr.
ekil 6.8 S1 numunesinin 5.Blge OM grnm (50x).
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
50/69
38
ekil 6.8 numunenin kaplama blgesi verilmitir. Krom oran dier blgelere gre
yksek olan bu blgede kromun ferrit faz dnda martenzit ve metal karbrler de olumutur.
Sertlik bu blgede en st dzeye ulamtr.
ekil 6.9 S2 numunesinin 1. blge OM grnm (10x).
ekil 6.9da numunenin 1. blgenin yani ana malzemenin ferrit-perlitten oluan yaplar
gzlenmektedir.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
51/69
39
ekil 6.10 S2 numunesinin 2. blge OM grnm (50x).
ekil 6.10.da snn etkisiyle perlit taneleri az da olsa irileme gstermitir.
ekil 6.11 : S2 numunesinin 3. blge OM grnm (20x).
ekil 6.11de numunenin kaynak blgesinde (ITAB) perlit adacklarnn snrlar
belirginliini yitirmi, ferrit miktar biraz artma gstermitir. Dalama etkisiyle tane snrlarnda
oluan krom karbrlerin varl tane snr korozyonuna yol amtr.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
52/69
40
ekil 6.12. S2 numunesinin 4. blge OM grnm (50x).
ekil 6.12de S2 numunesinin kaynak blgesi incelendiinde kaynak metalinin
etkisiyle kromun ferritik yaps ile tane snrlarnda metal karbrlerden oluan yaplar
gzlenmektedir. Az da olsa martenzitik yaplarn varl sz konusudur.
ekil 6.13 S2 numunesinin 5. blge OM grnm (20x)
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
53/69
41
ekil 6.13de numunenin 5.blgesinde Fe-Crun oluturduu ferritik yap ile birlikte
metal karbrler meydana gelmi, dolaysyla bu blgenin sertliinin en st dzeye ulamasna
neden olmutur.
ekil 6.14 S3 numunesinin 1. blge OM grnm (20x)
ekil 6.14de mikroyap esas itibaryle orijinal yapda olup, ferritik perlitik yap
gzlenmektedir.
ekil 6.15 S3 numunesinin 2. blge OM grnm (20x)
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
54/69
42
ekil.6.15de numunenin ana malzeme-ITAB gei blm belirgin bir snrla
gereklemitir. Martenzit oluumu ile birlikte karbrler kelmeye balamtr.
ekil 6.16 S3 numunesinin 3. blge OM grnm (50x)
ekil 6.16da numunenin ITAB-kaynak blgesi (3.blge) incelendiinde dendritler
olumaya balamtr. Metal karbrler ve kromun ferritik yaps gzlenmektedir.
ekil 6.17 S3 numunesinin 4.blge OM grnm (10x)
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
55/69
43
ekil 6.17de numunenin kaynak blm (4. blge) incelendiinde ferritik yaplar
szkonusudur. Martenzit izgileri rahatlkla grlmektedir.
ekil 6.18 S3 nolu numunenin 5. blge OM grnm (10x)
ekil 6.18 de ineli martenzitik yap szkonusudur. Karbr oluumunun etkisiyle sertlik en st
dzeydedir.
ekil 6.19 S5 numunesinin 4. blge OM grnm (10x)
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
56/69
44
ekil 6.19da martenzitik yap snra doru ynlenmitir.
ekil 6.20 S4 nolu numunenin 5. blge OM grnm (10x)
ekil 6.20de 5. blgede oluan martenzit daha ince ineli (masif) yapdadr. Sertlik biraz
dmtr.
ekil 6.21 5 nolu numunenin 5. blge OM grnm (50x)
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
57/69
45
ekil 6.21de havada sertlemesine ramen krom orannn yksek olmasndan dolay ineli
martenzit olumutur. Sertlik art olmasna ramen bu sertlik art yada soutma ortamna
gre daha dktr.
ekil 6.22 S6 nolu numunenin 1. blge OM grnm (20x)
ekil 6.22de grld gibi ferritik perlitik eliktir. Az oranda da tane s
n
rlar
nda kromkarbrler grlmektedir.
ekil 6.23 6 nolu numunenin 4. blge OM grnm (50x)
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
58/69
46
ekil 6.23 ana metalin kaynak blgesi ile birletii bu blgede (ITAB dahil) krom metalinin
ana malzemeye doru, ana metalden de karbonun kaynak blgesine doru ilerledii ve bu
blgede demir ve krom karbrlerin olutuu anlalmaktadr.
6.4. Sertlik lm Sonular
SiC ile yzeyi modife edilen numunelerin mikrosertlik lmleri, kaplama yzeyinin
0.5 mm altndaki blge ile alt tabaka arasnda bir hat boyunca 50 gr yk uygulanarak, dendrit ve
dendritler aras blgede ise 50 gr yk uygulanarak yaplmtr. Kaplama blgesi ile alt tabaka
arasndaki sertlik deiiminde, kaplama blgesinin sertlii maksimum deere ularken,
arayzeye doru yaklaldnda az miktarda azalmaktadr. Is etkisi altnda kalan blgenin
(HAZ blgesinin) sertlii ise alt malzemenin sertliinden biraz yksek deerdedir. Bu durum Fe
ieriinin kaplama blgesinde daha az, arayzey blgesinde ise daha fazla olmasyla; ayrca
kaplama blgesinde Cr7C3, Fe7C3, Fe3C ve Fe3Si2 gibi sert fazlarn younluunun fazla,
arayzeye doru bu younluun azalmas ve tanelerin kaplama blgesinde kk, arayzeye
doru ise byk boyutta olmas, s etkisi altnda kalan blgenin sertlii ise martenzitik faz
dnm ile aklanabilir (Yldrm ve di., 2007).
Tablo 6.1 Mikrosertlik lm sonular
NumuneAd
1. Blge
SertlikDeeri(HV)
2. Blge
SertlikDeeri(HV)
3. Blge
SertlikDeeri(HV)
4. Blge
SertlikDeeri(HV)
5. Blge
SertlikDeeri(HV)
S 1 254 371 451 661 923S 2 269 342 429 843 1105S 3 262 414 538 1064 1366S 4 225 320 422 770 1017S 5 240 283 363 858 1163S 6 254 371 480 916 1272
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
59/69
47
ekil 6.24 Mikrosertlik lm sonular diyagram
6.5 ABRASF AINMA TEST SONULARI
Elektrik ark kaynak yntemi ve Citodur 600 elektrodu kullanlarak, SiC ile yzeyi
modifiye edilen AISI 4142 eliinin abrasif anma testleri sonras 10N, 20N ve 30Nluk yk
deerlerinde, 20 metre anma mesafesine bal olarak ktle kayb deiim grafii ekil.6.25
de verilmitir.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
60/69
48
ekil 6.25Numunelerin 20 m anma mesafesine bal ktle kayb deiim grafii
Elektrik ark kaynak yntemi ve Citodur 600 elektrodu kullanlarak, SiC ile yzey
modifikasyonu yaplan numunelerden S3 numunesi dier numunelerle kyaslandnda anmas
en dk olan numune olduu grlmektedir. Bu numunenin mikroyaps ekil 6.18de
grld gibi kaln ineli martenzitten olumaktadr. Mikrosertlik diyagramnda da grld
gibi S3 numunesi yzey sertlii en yksek numunedir. SiC orannn fazlal ve yada, havaya
gre daha hzl soutma yaplarak sert martenzit tabakalarn elde edilmesi, anma orannn
dk kmasna yol amtr. Elde edilen sonulardan da grld gibi, toz miktarnn ve
soutma ortamnn anma testine olan etkisi olduka yksektir. ekil 6.25deki ktle kayb-yk
ilikisinden de grlecei gibi, 20 mlik ayn anma mesafesinde, anma miktar artan ykle
yaklak olarak dorusal bir art gstermektedir. Kaynakl malzemelerin anma davranlar
arasnda nemli bir farklla rastlanlmamtr. Ancak, yada soutularak sertleen paralarda
martenzit oluumu hzlandndan anma etkileri daha az olmutur.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
61/69
49
ekil 6.26 S1 numunesinin 10 N yk sonras anma yzeyi SEM resmi
ekil 6.27 S1 numunesinin SiC tanecii (EDS) analizi
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
62/69
50
ekil 6.28 S2 Numunesinin 10 N yk sonras anma yzeyi SEM resmi
ekil 6.29 S2 numunesinin anma kanal (EDS) analizi
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
63/69
51
ekil 6.30 S3 numunesinin 10 N yk sonras anma yzeyi SEM resmi
ekil 6.26, 6.27, 6.28, 6.29 ve 6.30da 10 N yk alt nda SiC katks artrlm olan
numunenin anma SEM ve EDS resimleri verilmitir. Resimlerden de grld gibi artan SiC
miktar ile S1 ve S2 numunelerinde yzeyde kopan SiC tanecik says artmtr. Buna da gevrek
SC tanelerinin krlgan olmas ve yzeyden kolayca ayrlmas neden olmutur. Anmann
oluturduu izgiler asndan bakldnda ilk iki S1 ve S2 numunesinin anm yzeyleri
arasnda nemli bir farkn bulunmad grlmektedir. S3 numunesinin anm yzeyinden de
SEM ve EDS resmi alnm ve bu numunede kaynak blgesinde ineli sert martenzit olan Cr-
Mn ieren snek alt katn iyi enerji absorbe yetenei nedeniyle S3 numunesinin en iyi anma
dayanmn gstermi ve anma izgilerinin bu numunede dier numunelere oranla derin
olmad belirlenmitir. EDS analizleri incelendiinde S1 numunesinden kopan taneciklerin
tamamen SiC olduu dolaysyla ana ktlede SiCun znmeden kald dikkat ekmi ve S2
numunesinde SiC tanecikleri yerine demir ve krom karbrlerin olutuu grlmtr. Bu
durumun sonucu olarak S2 ve S3 numunesinin anma dayanm S1 ve S2 e oranla daha yksek
kmtr.
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
64/69
52
ekil 6.31 S 4 numunesinin 10 N yk sonras anma yzeyi SEM resmi
ekil 6.32 S5 numunesinin 10 N yk sonras anma yzeyi SEM resmi
-
7/30/2019 celiin isil islem sonucu davranslar
65/69
5