20.04.2009 1 ÇERK Fiziksel Metalurji Kaynak Metalurjisi Çatlama Olgusu Fe Fe Fe Fe Fe Fe Fe Fe- - - - - - -C ALA ŞIMLARINI N C ALAŞIMLARININ C A LAŞIMLARININ C A LAŞIMLARINI N C A LAŞIMLARINI N C ALAŞIMLARININ C A LAŞIMLARININ C A LAŞIMLARINI N FZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJS
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 1/57
20.04.2009
1
ÇERK
Fiziksel MetalurjiKaynak MetalurjisiÇatlama Olgusu
Reaksiyonu gerçekleşir. Bu yapı “temperlenmiş martensit”
olarak adlandırılır.
Dengesiz Soğuma
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 8/57
20.04.2009
8
Dengesiz Soğumanın Mikroyapıya Etkisi
Temperlenmiş Martensit
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 9/57
20.04.2009
9
Kalıntı Ostenit Genellikle yüksek C’lu ve alaşımlı çeliklere oda sıcaklığında su verilirse
martensitik dönüşüm tamamlanamaz ve yapıda bir miktar ostenitdönüşmeden kalır.
γ Martensit + Ostenit
Su verilmiş takım çeliklerinde %20-25 dolayında bulunabilien bu fazaKALINTI OSTENT (Retained Austenite) denir. Yumuşak bir fazdır.
Kalıntı Ostenit C miktarındaki %1’lik bir artış kalıntı ostenit miktarını %50
arttırırken, Mn, Cr, Mo ve W’daki %1’lik artışlar bu miktarısırasıyla %20, %11, %9 ve %8 arttırmaktadır.
Ostenitleme sıcaklığının yüksek olması, bu elementlerin çelikiçindeki çözünürlüğünü arttırdığından, su verildikten sonrakikalıntı ostenit miktarı da yüksek olur.
Kalıntı Ostenitik Çeliklerin Özelliklerine Etkisi: Olumlu Etkileri: Karbürize veya yüksek C’lu çeliklerin aşınma
ve yorulma dayanımı ile darbe direncini arttırır. Maraging veyüksek mukavemetli çeliklerin süneklik ve kırılma tokluğunuarttırır. Martensitik çeliklerde korozyon direnci sağlar.
Olumsuz Etkileri: Alet ve takımların kullanımları sırasındaboyutsal değişime neden olur ve iç gerilmeler yaratır.Mukavemet ve sertliği azaltır.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 10/57
20.04.2009
10
Kalıntı OstenitKalıntı Ostenitin Giderilmesi:
1.Temperleme: Yüksek hız takımçeliklerinde 500°C’nin üstünde kalıntıostenit dönüşüme uğrar. Birden fazlatemperleme işlemi yapılarak kalıntı ostenitgiderilir. 1. temperlemede su vermeişleminden kalan gerilmeler alınır vesoğuma sırasında kalıntı ostenitmartensite dönüşür. 2. temperlemede,martensite dönüşüm sırasında oluşankalıntı gerilmeler giderilir.
2.Sıfır Altı şlem: Çelik oda sıcaklığınınaltına soğutularak kalıntı ostenitin
martensite dönüşmesi sağlanır. Kuru buz(CO2(k)) (–80°C), mekanik soğutma (–100°C) veya sıvı azot (–196°C) ile yapılanişlemden sonra bir kez temperlemeyapılır.
Dönüşüm sıcaklığı martensitoluşumuna izin vermeyecekkadar yüksek ve perlit oluşumuiçin de düşük ise dönüşümsonunda ince tüylü görünüşlüferrit ve sementitten oluşan bir
yapı oluşur.
Bu yapıya BEYNT denir.
zotermal Dönüşüm
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 11/57
20.04.2009
11
Fe – C Alaşımlarında Mikroyapı Bileşenleri
Isıl şlem
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 12/57
20.04.2009
12
ISIL ŞLEMN SINIFLANDIRILMASI
ÇELKLERN ISIL ŞLEM
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 13/57
20.04.2009
13
Fe-C Faz Diyagramında Isıl şlem Bölgeleri
TTT Diyagramı
• %0,8 C içeren ötektoid bir çeliğin TTT diyagramının çıkarılmasıaşağıda gösterilmiştir.
• Ostenit sıcaklığındaki çelik, daha düşük sıcaklıkta bulunan birfırına konulup bekletilerek, bu sıcaklıktaki faz dönüşümleri ve fazoranları saptanır.
•Dönüşümün başladığı ve bittiği süreler saptanarak, TTT
diyagramları çizilir.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 14/57
20.04.2009
14
TTT Diyagramı
Ostenit Sahasından Soğuma
% 0.8 C’lu çelik
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 15/57
20.04.2009
15
DEMDEMDEMDEMRRRRN SON SON SON SOĞUMA SIRASINDAKUMA SIRASINDAKUMA SIRASINDAKUMA SIRASINDAK HACHACHACHACM DEGM DEGM DEGM DEGŞMMMM
Isı Tesiri Altında Kalan Bölge (ITAB)Isı Tesiri Altında Kalan Bölge (ITAB)Bu bölgedeki sıcaklıklar katı halde mikroyapısal değişime neden olabilecekmertebede yüksek, fakat ergimeye neden olmayacak mertebede düşüktür. Pratikaçıdan ITAB, kaynak sırasında sıcaklığı mikroyapısal değişime neden olabilecekısınan bölgeleri içerir.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 19/57
20.04.2009
19
Pik sıcaklığının kaynak metalindeki değişimi:
TP: Erime sınırından Y mesafe uzaklıktaki bölgenin pik sıcaklığı (oC)T
o: Ana metalin kaynak bölgesi sıcaklığı (oC)
Tm: Ana metalin ergime (likidüs) sıcaklığı (oC)ρ : Metalin yoğunluğu (gr/mm3)C : Metalin spesifik ısısı (joule/gr oC)ρ×c:Volumetrik spesifik ısı (joule/mm3 oC)ρ×c: 0.0044 (joule/mm3 oC) → çelikler içinh : Kaynaklanacak metalin kalınlığı (mm)Y : ITAB genişliği → → → →H : Ana metalin kalınlığıHnet: Net kaynak ısısı
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 20/57
20.04.2009
20
Net kaynak ısısı (Hnet):f 1: Isıl verimE: VoltajI: Akımv: Isı kaynağının hareket hızı
Tek Fazlı Malzemelerde ITABTek Fazlı Malzemelerde ITAB
Soğuk işlenmiş taban metalinin kaynak çevresinin yeniden kristalleşmesi A: Soğukişlenmiş metal (uzamış taneler). B: Yeniden kristalleşmiş metal (eş taneler). C: Kaynakmetali (sütunsal taneler). Üstteki şekil: Faz değişikliği olmaksızın alaşımlarda kaynak.Alttaki şekil: Demir veya çelikte kaynak.
Kaynak ısıl çevriminin çökelmeyle sertleşmiş bir alaşıma etkisi. Soldaki şekil: Isıtesiri altındaki kaynak bölgesi. Sağdaki şekil: Bu alaşım için bölgelere tekabüleden pozisyonların faz diyagramı üzerinde gösterimi.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 22/57
20.04.2009
22
Çökeltme Sertleşmesi Kademeleri
Çeliklerde ITABÇeliklerde ITAB
Bir kaynağın farklı bölgelerindeki pik sıcaklıkları arasındaki ilişki vebu ilişkinin demir-karbon faz diyagramına yansıması.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 23/57
20.04.2009
23
Bir kaynakta ısı tesiri altındakibölgenin gelişimi. (a) Herhangibir noktadaki maksimum sıcaklık,(b) maksimum sıcaklıktaki yapı,(c) düşük sertleşebilirliğe sahipbir çelikte soğumanın ardındanmeydana gelen yapı, (d) yükseksertleşebilirliğe sahip bir çeliktesoğumanın ardından oluşan yapı.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 24/57
20.04.2009
24
ITAB’de SoğumaKalın plakalar için:
s: Soğuma hızık: Metalin termal iletkenliği (çelik için 0.028 joule/mm3 oC)Ti: Soğuma hızının hesaplandığı sıcaklıkTo: Kaynak öncesi ana metalin sıcaklığı
f 1 = 0.7 TIG içinf 1 = 1 Ark kaynağı için
Kaynak ağzı 6 veya daha az pasoda doldurulursa kalın plakaçözümündeki soğuma hızı kullanılır.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 25/57
20.04.2009
25
nce plakalar için:
ρ×c = Volumetrik spesifik ısı = 0.0044 joule/mm3 oCh = Metalin kalınlığı
Kaynak ağzı 4 veya daha az pasoda doldurulursa ince plakaçözümündeki soğuma hızı kullanılır.
hb > 0.9 ise kalın plaka çözümü kullanılırhb < 0.9 ise ince plaka çözümü kullanılır
Çeliklerde alaşım elementleri genellikle malzemenin sertleşme kabiliyetiniarttırırlar. C, Mn, Mo, Cr, V, Nb ve Si sertleşme kabiliyetini arttıran en önemlielementlerdir. Bu elementler ITAB’da martensit dönüşümünü neden olurlar veçatlak oluşma ihtimalini arttırırlar. Alaşım elementlerinin martensit oluşumunuve çatlama ihtimalini arttırması karbon eşdeğeri ile kontrol edilir.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 27/57
20.04.2009
27
Yapı çelikleri için:
Ceş < 0.45 ⇒⇒⇒⇒ Ön ısıtmaya gerek yok
Bu bağıntı karbon oranı % 0.25’e kadar olan çeliklereuygulanmaktadır.
Mekanik olarak oluşanMekanik olarak oluşangerilmeler,gerilmeler,
Faz dönüşümü nedeniyleFaz dönüşümü nedeniyleoluşan gerilmeleroluşan gerilmeler
Kaynaklı parçalarda kalıntı
gerilmenin etkisi:1- Gevrek kırılma
2- Gerilmeli korozyon
3- Distorsiyon
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 29/57
20.04.2009
29
Kaynak nedeniyle oluşan iç gerilmelerin etkisiyle oluşan ve üniformolmayan deformasyon distorsiyon olarak adlandırılır. Distorsiyonkaynaklı malzemede dört şekilde gelişir.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 30/57
20.04.2009
30
Enine distorsiyon: Soğuma sırasında kaynak metalinin büzülmesinedeniyle oluşan enine gerilmelerin neden olduğu parçada kaynakdikişine dik yönde meydana gelen çekmedir. Sıcak kaynak metalisoğuk plakalardan daha düşük akma mukavemetine sahip olduğundandeformasyon öncelikle kaynakta gerçekleşir. Ancak soğumanınsonlarına doğru ana metalde de deformasyon gerçekleşebilir. Budeformasyon ana metalin genişliğinin azalmasına neden olur.
Boyuna distorsiyon: Sıcak kaynak metalinin soğuma esnasındaboyunu kısaltmak istemesi sonucu boylamasına gerilmelerin etkisiyle
parçanın kaynak dikişi yönünde kendini çekmesidir. Pratikte boyunadistorsiyon miktarı çok düşüktür. Örneğin 1 m uzunluğundaki birkaynakta 1 mm mertebesindedir.
Kalınlamasına distorsiyon: Parçanın kendisini kalınlığı boyuncaçekmesidir. Kalınlığına distorsiyon çok küçük değerdedir.
Açısal distorsiyon: Enine distorsiyonun özel şekli olup parçanın ilkbaşlangıç durumuna göre kendisini α açısı kadar çekmesidir. Örneğin V
kaynak ağzında ağız üst kısmının genişliği alt kısmından daha fazladır.Kendini çekme, soğuyan metalin uzunluğuna bağlı olduğundan kaynakağzının üst kısmında daha fazla kendini çekme meydana gelir. Eğer anametal plakaları tesbit edilmemişse açısal distorsiyon oluşur.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 31/57
20.04.2009
31
Kalıntı Gerilme Kontrolü
Çekiçleme
12 ila 20 mm çaplı, yuvarlak uçlu çekiç. Artık gerilmelerin giderilmesi
Dikişin yoğunlaştırılması
Tane yapısının inceltilmesi
Soğuk kaynak dikişi aslaçekiçlenmemelidir.).
Çelik Tipi Sıcaklık (°C)
Düşük C 580-620
C-Mn 600-650
C-0,5 Mo 620-660
1 Cr-0,5Mo 620-660
2.25 Cr-1Mo 660-700
5Cr-0,5Mo 700-740
3,5Ni 500-620
Kaynak Hataları
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 32/57
20.04.2009
32
Poroziteler:
Katılaşma sırasında bazı gazların (özellikleoksijen, azot ve hidrojen) kaynak metalinehapsolması sonucu ortaya çıkan bir kaynakhatasıdır. Bu gazların sıvı metaldekiçözünürlükleri katı metalden çok fazladır vekatılaşma sırasında kaynak metalinden kaçmafırsatı bulamamaları halinde kaynak bölgesindeporozite oluşur. Porozite kaynakları temelolarak, malzeme yüzeyindeki nem, yağ, boya,oksit ve havadaki azot ve oksijendir. Poroziteoluşturan gazlardan oksijen kaynak banyosuna,oksitlenmiş dolgu metalinden, ana metalden,flakstan, atmosferden veya elektrot örtüsünden ;azot, atmosferden veya koruyucu gazdan;hidrojen ise elektrot örtüsünde selülozunbulunmasından veya ark bölgesini çevreleyengaz atmosferinden geçebilir.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 33/57
20.04.2009
33
Curuf nklüzyonları:
Kaynak dikişinde veya kaynakdikişi ana metal ara yüzeyindehapsolan ve metalik olmayan katıpartiküllerdir. Hapsolan curuf,flaks ile ergiyen kaynak metalireaksiyonunun ürünüdür. Çokpasolu kaynaklarda her pasodansonra curuf iyice temizlenmelidir.Gazla koruma iyi yapılarak ve
uygun elektrot veya flaks seçimiile curuf inklüzyonları azaltılabilir.Ayrıca kaynak ağzı açısını arttırmakda faydalıdır.
Yanma Olukları:Yanma olukları genellikle kaynak birleşme bölgelerine yakın bölgelerdeve kaynak dikişine paralel olarak meydana gelir. Bu bölgelerin kaynakmetali ile doldurulamaması yanma oluğu oluşumuna sebep olur.
Devamlı yanma olukları
Kesikli yanma olukları
Kökteki yanma olukları
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 34/57
20.04.2009
34
Ergime Yetersizliği:
Kaynak metaliyle ana metalin birlikteergimemesi sonucu ortaya çıkan birkaynak hatasıdır. Bu tip hatalar kaynakyönünde uzamış olup, yuvarlak veyakeskin köşeli biçimde olabilirler.Ergime yetersizliğine, ana metalsıcaklığının ergime sıcaklığınaçıkmaması veya ana metalin yüzeyindecuruf, oksit gibi yabancı maddelerinbulunması neden olur. Ergimenin
tüm malzeme kalınlığı boyuncaolmaması neticesinde nüfuziyet azlığımeydana gelebilir.
• En tehlikeli kaynak hatası olup, kaynak dikişi ve/veya ITAB’daoluşabilir.• Genellikle;
Kaynak dikişinde oluşan çatlaklar ⇒⇒⇒⇒ Sıcak Çatlak,
ITAB’da oluşan çatlaklar ⇒⇒⇒⇒ Soğuk Çatlak
Çatlaklar:
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 35/57
20.04.2009
35
Kaynaklı ParçalardaKaynaklı Parçalarda
Çatlama OlgusuÇatlama Olgusu
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 36/57
20.04.2009
36
KAYNAK KABLYETKAYNAK KABLYETBir metalin kaynak kabiliyeti; tasarlanan yapının imalat aşamasında ve/veya serviskoşullarında kullanımı sırasında istenen performansı sergilemesini etkileyen önemli birparametredir.
Kaynak kabiliyetinin yüksek olması; kaynak bölgesinde istenmeyen mikroyapıoluşumunu engeller ve metalin kaynak işlemi sonrasında da üstün mekanik özelliklersergilemesine neden olur.
Bir metalin kaynak kabiliyetinin yeterli olabilmesi için;** Kaynak sonrası mukavemet ve tokluk istenen düzeyde olmalıdır** Kaynak kalitesi iyi olmalıdır** Kaynak işlemi korozyon direncini değiştirmemelidir** Gerilme giderme işlemi sırasında gevrekleşmemelidir
Alaşım elementleri;ITAB’ın sertleşme kabiliyeti artırabilir ve düşürebilir (Ceş’e bağlı olarak)Yaşlanmaya (çökelmeye) sebep olabilir
Tane boyutunu küçültebilir (Al,V,Ti,Zr,N)
Sünek-gevrek geçiş sıcaklığını etkiler
Arayer veya yer alan katı eriyiği yaparak sertliği artırabilir
Sıvı metalde deoksidasyon sağlar (Ti,Zr,Al,Si gibi)
Malzemelerin gerilme altında iki veya daha fazlaparçaya ayrılmasına KIRILMAKIRILMA denir.Kırılma:
i. Çatlak oluşumu veii. Çatlak ilerlemesi
olmak üzere iki safhadan oluşur.
[ ]t t
aa ρ σ ρ σ σ / 2 / 2100max
≈+=
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 38/57
20.04.2009
38
KaynakKaynak Bölgesinde OBölgesinde Oluşanluşan ÇÇatlakatlak TTipleriipleri
• Krater ÇatlaklarKrater Çatlaklar:: Kesintili kaynak yapıldığında kraterde çatlama eğilimi artar. Fazla derinolmayan sıcak çatlak türü olan bu çatlaklar yıldız şeklinde bulunabildiklerinden yıldızçatlaklar olarak da bilinirler. Krater çatlaklar ısıl genleşme katsayısı yüksek metallerdeörneğin ostenitik paslanmaz çeliklerde görülür. Bu çatlaklar boylamasına çatlaklarınbaşlangıcı olabilir.
• Boylamasına çatlaklarBoylamasına çatlaklar:: Genellikle kaynak metalinin ortasında oluşan çatlakların kaynakzonunda ilerlemesi ile ortaya çıkar.
•• Enlemesine çatlaklarEnlemesine çatlaklar:: Kaynak eksenine dik olan ve kaynak metalinde bulunan çatlaklardır.Enlemesine çatlaklar ana metale doğru ilerlerler.
•• Dikiş yanı çatlaklarıDikiş yanı çatlakları:: Genellikle soğuk çatlak karakterli olup, kalıntı gerilmelerininyüksek olduğu bölgelerde bulunur.
•• Dikiş altı çatlaklarıDikiş altı çatlakları:: ITAB bölgesinde oluşan soğuk çatlaklardır. Oluşumu kaynakbanyosuna hidrojen girişine, kaynak bölgesi mikroyapısının çatlmaya duyarlı olmasına vekalıntı gerilmenin yüksek olmasına bağladır. Kaynak dikişinin altında belirli aralıklarla yeraldıklarından ve yüzeye çıkamadıklarından çoğunlukla çıplak gözle görülemezler.
* Atomik hidrojenin metale girmesi neticesinde ortaya çıkar.
* Hidrojen girişi, iç çatlak ve/veya boşluk oluşumuna, gevrekliğe ve özellikleyüksek sıcaklıklarda dekarbürizasyon ve kimyasal reaksiyon gibi yüzeyolaylarına sebep olur.
* YMK kristal yapılı metaller hidrojen kırılganlığına duyarlı değildir.
* Yüksek mukavemetli martensitik çelikler hidrojen kırılganlığına çok duyarlıdır.
* Soğuk işlem hidrojen kırılganlığı teşvik eder.
* Çeliklerin mukavemeti arttıkça hidrojen duyarlılığı da artar.
* Özellikle karbon ve az alaşımlı çeliklerde ağırlıkça %0.001 (ppm) mertebesindehidrojen kırılganlık için yeterli olabilir.
* Çeliklere hidrojen girişi sünekliğin azalmasına, çatlamasına ve akmamukavemetinden düşük gerilmelerde gevrek kırılmaya neden olur.
4. PARÇA DIZAYNINI DEğIşTIRMEK (KESKIN KÖşELERI ELEMINE
ETMEK, KESIT ALANI ARTIRMAK, KALINTI GERILMELERI
AZALTMAK)
5. HIDROJEN GIRIşINE ENGEL OLMAK
ÇELIÇELIÇELIÇELIğE HIDROJEN; ÜRETIM AE HIDROJEN; ÜRETIM AE HIDROJEN; ÜRETIM AE HIDROJEN; ÜRETIM AşAMASINDA, KAYNAK SIRASINDA,AMASINDA, KAYNAK SIRASINDA,AMASINDA, KAYNAK SIRASINDA,AMASINDA, KAYNAK SIRASINDA,
KOROZYON ETKISI ILE VEYA KATODIK KORUMA SIRASINDAKOROZYON ETKISI ILE VEYA KATODIK KORUMA SIRASINDAKOROZYON ETKISI ILE VEYA KATODIK KORUMA SIRASINDAKOROZYON ETKISI ILE VEYA KATODIK KORUMA SIRASINDA
GIREBILIRGIREBILIRGIREBILIRGIREBILIR....
Kaynaklı Parçalarda Hidrojen Kırılganlığı Kaynak işlemi sırasında hidrojenli bileşiklerin (kaynak bölgesindeki kir, yağ
ve nem hidrokarbon, vb) kaynak arkı etkisi ile ayrışması sonucu oluşanhidrojenin kaynak banyosuna girmesi soğuk çatlakların temel nedenidir.
Kaynak bölgesinin havadan iyi korunamaması da kaynak banyosunahidrojen girişine sebep olabilir. En önemli hidrojen kaynağı, elektrodörtüsündeki veya flakstaki nemdir. Elektrod örtüsündeki hidrojen “potansiyelhidrojen” olarak adlandırılır. Bu nedenle kaynak işlemi öncesi elektrodlarkurutulmalı ve bazik elektrodlar tercih edilmelidir
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 42/57
20.04.2009
42
Kaynak metalinde hidrojen çözünürlüğü hidrojen kısmi basıncına vesıcaklığa bağlıdır. Ark atmosferinde CO, CO2 ve H2O bulunması hidrojenkısmi basıncını etkiler.
Çelikte hidrojen çözünürlüğü 1800°C’de yaklaşık 35 ml/100g olup, sıcaklığınazalması ile azalmaktadır. Katılaşma sonrası kaynak dikişinin hidrojenkonsantrasyonu hızlı soğuma etkisi ile çözünürlük sınırını aşabilir. Budurumda latis hidrojence aşırı doymuş hale gelir.
KATILAKATILAşşAN KAYNAK METALINDE HIDROJEN,AN KAYNAK METALINDE HIDROJEN, ATOMATOMÇAPI ÇOK KÜÇÜK OLDUÇAPI ÇOK KÜÇÜK OLDUğğUU IÇIN ODA SICAKLIIÇIN ODA SICAKLIğğINDA BILEINDA BILEYAPISAL HATALARA (BOYAPISAL HATALARA (BOşşLUKLAR, DISLOKASYONLAR,LUKLAR, DISLOKASYONLAR,TANE SINIRLARI GIBI) DOTANE SINIRLARI GIBI) DOğğRURU KOLAYCA YAYINABILIRKOLAYCA YAYINABILIR VEVEBURLARDABURLARDA MOLEKÜLER HALE GELMOLEKÜLER HALE GELEREKEREK YÜKSEK BASINÇYÜKSEK BASINÇOLUOLUşşTURUR.TURUR.
BU PROSES KAYNAK IBU PROSES KAYNAK IşşLEMINDEN BIRKAÇ DAKIKA VEYALEMINDEN BIRKAÇ DAKIKA VEYABIRKAÇ AY SONRA GELIBIRKAÇ AY SONRA GELIşşEBILIR.EBILIR. PROSES SÜRESI;PROSES SÜRESI; ANAANAMETALIN BILEMETALIN BILEşşIMI, ANA METALIN KALINLIIMI, ANA METALIN KALINLIğğI,I,MIKROYAPISI, POROZITE MIKTARIMIKROYAPISI, POROZITE MIKTARI VEVE SOSOğğUK IUK IşşLEMLEMDURUMUDURUMU GIBI FAKTÖRLERE BAGIBI FAKTÖRLERE BA
ğğLIDIR.LIDIR.
ÇATLAMA RISKININ YÜKSEK OLMASI;ÇATLAMA RISKININ YÜKSEK OLMASI; HIDROJENHIDROJENKONSANTRASYONUN YANI SIRA,KONSANTRASYONUN YANI SIRA, MIKROYAPININMIKROYAPININÇATLAÇATLAğğA DUYARLI OLMASIA DUYARLI OLMASINANA (MARTENSITIK), PARÇAYA(MARTENSITIK), PARÇAYAÇEKME GERILMELERININ (KALINTI GERILME) ETKI ETMESIÇEKME GERILMELERININ (KALINTI GERILME) ETKI ETMESIVE SICAKLVE SICAKLIIğğAA DADA BABAğğLADIR.LADIR.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 43/57
20.04.2009
43
Kaynak metalindeki hidrojen miktarının artması latisin gevrekliğini artırır. Süneklik(kopma uzaması ve kesit daralması) azalırken mukavemette (akma ve çekme) önemlibir değişim olmayabilir.
Hidrojen etkisi ile kırılan malzemenin yüzeyinde balık gözü (fish eye) oluşumu sözkonusudur. Hidrojen içeren kaynak metali yavaşça deforme edildiğinde balık gözükaynaktan sonraki üç ay içinde oluşabilir.
•• ÇOğU KAYNAK METALLERI IYI KAYNAKLANABILIRLIK
AÇISINDAN ANA METALDEN DAHA DÜşÜK KARBON IÇERIğINE
SAHIP OLDUğUNDAN, ITAB HIDROJEN ÇATLAMASINA KARşIDAHA DUYARLIDIR.
EDEREK VE ÇATLAK OLUEDEREK VE ÇATLAK OLUşşMA IHTIMALINI ARTTIRIRLAR. ALAMA IHTIMALINI ARTTIRIRLAR. ALAşşIMIMELEMENTLERININ MARTENSIT OLUELEMENTLERININ MARTENSIT OLUşşUMUNU VE ÇATLAMAUMUNU VE ÇATLAMA
IHTIMALINI ARTTIRMASI KARBON EIHTIMALINI ARTTIRMASI KARBON EşşDEDEğğERI (CEERI (CEşş) ILE KONTROL) ILE KONTROL
EDILIR.;EDILIR.;
CECEşş > 0.45 OLAN ÇELIKLER UYGUN TEDBIRLER ALINARAK> 0.45 OLAN ÇELIKLER UYGUN TEDBIRLER ALINARAK
ÇATLAMA OLMAKSIZIN KAYNAKLANABILIRLER. ÖRNEÇATLAMA OLMAKSIZIN KAYNAKLANABILIRLER. ÖRNEğğININÖN ISITMAÖN ISITMA VE KAYNAK SONRASI TAVLAMAVE KAYNAK SONRASI TAVLAMA ITAB’DAITAB’DA
ÇATLAMA RISKINI AZALTIR.ÇATLAMA RISKINI AZALTIR.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 45/57
20.04.2009
45
Ön ısıtma sıcaklığının belirlenmesiÖn ısıtma sıcaklığının belirlenmesi:
Ceş < 0.45 ⇒⇒⇒⇒ Ön ısıtmaya gerek yok
Bu bağıntı karbon oranı % 0.25’e kadar olan çeliklere uygulanmaktadır.
YÖNTEM 1YÖNTEM 1YÖNTEM 1YÖNTEM 1YÖNTEM 1YÖNTEM 1YÖNTEM 1YÖNTEM 1
YÖNTEM 2YÖNTEM 2YÖNTEM 2YÖNTEM 2
ÖN ISITMANIN ETKILERI:
KAYNAK METALI VE ITAB’IN SOğUMA HIZINI DÜşÜRÜR,
DISTORSIYONUN VE ARTIK GERILMELERIN AZALMASINA
SEBEP OLUR,
KAYNAK IşLEMI IÇIN GEREKLI ENERJININ (HNET)
AZALMASINA NEDEN OLUR
KAYNAK SONRASI ISITIMA;
GERILME GIDERME,
BOYUTSAL KARARLILIK,
GERILME KOROZYON DIRENCINI ARTIRMAK,
TOKLUğU VE MEKANIK ÖZELLIKLERI GELIşTIRMEK
AMACIYLA YAPILIR
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 46/57
20.04.2009
46
Hidrojen kırılganlığı kaynak işleminden günlerce sonra bile genellikle dikiş altıçatlakları, dikiş yanı çatlakları, enine çatlaklara şeklinde ortaya çıkabilir.
Akustik emisyon analizi:Akustik emisyon analizi: Hidrojen etkisi ile oluşan mikro boyuttaki çatlaklar tahribatsızmuaye yöntemleri ile belirlenebilir.
mplant testmplant testii:: Hidrojen gevrekliğine karşı duyarlılığı belirlemek amacıyla yapılan ve H.Granjon of Institut de Soudure, Paris’de geliştirilmiş testtir. Ana metalden imal edilençentikli çubuk (8 mm çap ve 150 mm uzunluk) plakadaki delikten geçirildikten sonraçentik ITAB içinde kalacak şekilde bir paso incelecek yöntem ve elektrod ile kaynakedilir. Kaynak işlemi gerçek birleşmeye benzeyecek koşullarda yapılmalıdır. Kaynaksonrası (çubuk soğuduktan sonra) çubuk sabit bir çekme gerilmesine maruz bırakılırve kırılma süresi ölçülür. Parçanın min 16 saat’lik sürede kırılması istenmez. Bumetod ana metalin kaynağa uygunluğunu değerlendirme ve farklı malzemelerinhidrojen hassasiyetini karşılaştırma açısından çok uygundur. Dezavantajı çatlakdüzleminin ergime sınırına paralel olacak şekilde ITAB’da lokalize olmasıdır.
CRUCIFORMCRUCIFORM TETESTI:STI: SERTLEşME
KABILIYETI YÜKSEK ÇELIKLERIN
DIKIş ALTI ÇATLAK OLUşUMUNA
KARşI DUYARLIğINI BELIRLEMEK
AMACIYLA GELIşTIRILMIşTIR.
PARÇALAR HAÇ şEKLINDE
KAYNAK EDILIR. DÖRDÜNCÜ
KAYNAKTAN SONRA NUMUNE
ODA SICAKLIğINDA 48 SAAT
BEKLETILIR VE 620°C’DE 2 SAATGERILME GIDERME TAVLAMASINA
TABI TUTULUR. NUMUNE DAHA
SONRA MAKROSKOPIK VE
MIKROSKOPIK OLARAK ÇATLAK
OLUşUMUNA KARşI CONTROL
EDILIR. ÇATLAMA GENELLIKLE
ÜÇÜNCÜ KAYNAKTA OLUR.
TS 283TS 283--2 EN ISO 176422 EN ISO 17642--2 / KAYNAKLI YAPILARIN SO2 / KAYNAKLI YAPILARIN SOğğUK ÇATLAMAUK ÇATLAMA
TESTLERI:TESTLERI:
• CTS (KONTROLLÜ TERMAL SERTLIK) DENEYI
• TEKKEN (Y- KAYNAK AğZI) DENEYI
• LEHIGH (U- KAYNAK AğZI) DENEYI
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 47/57
20.04.2009
47
IIW’ye göre kIIW’ye göre kaynak metalindeaynak metalindeki hidrojenin değerlendirilmesiki hidrojenin değerlendirilmesi;00 -- 5ml H2/1005ml H2/100 gg ⇒⇒⇒⇒ çok düşük seviyeçok düşük seviye
55--10 ml H2/100 g10 ml H2/100 g ⇒⇒⇒⇒ düşük seviyedüşük seviye1010--1155 ml H2/100 gml H2/100 g ⇒⇒⇒⇒ orta seviyeorta seviye>> 55 ml H2/100 gml H2/100 g ⇒⇒⇒⇒ yüksek seviyeyüksek seviye
HSLA çeliklerin HSLA çeliklerinin in kaynak meta kaynak metal linde 5 ml H2/100 g’dan daha az inde 5 ml H2/100 g’dan daha az hidrojen bulunma hidrojen bulunması istenir sı istenir .
HIDROJEN GEVREKLIHIDROJEN GEVREKLIğğININ SEBEPLERI ÖZET OLARAKININ SEBEPLERI ÖZET OLARAK
şşUNLARDIR;UNLARDIR;
* ELEKRODDAKI NEM MIKTARI YÜKSEK* ELEKRODDAKI NEM MIKTARI YÜKSEK
OLMASI,OLMASI,
* ANA METALIN YÜKSEK SERTLIK VE* ANA METALIN YÜKSEK SERTLIK VE
MUKAVEMETTEMUKAVEMETTE
OLMASI,OLMASI,
* ANA METALIN ET KALI* ANA METALIN ET KALIğğININ 20 MM NINININ 20 MM NIN
ÜSTÜNDEÜSTÜNDEOLMASI,OLMASI,
* KAYNAK ÖNCESI ÖN ISITMA YAPILMAMASI* KAYNAK ÖNCESI ÖN ISITMA YAPILMAMASI
Hidrojen gevrekliği riskini azaltmak içinHidrojen gevrekliği riskini azaltmak için;* Kaynak öncesi parça yağ ve nemden arındırılmalıdır,* Parça ön ısıtmaya tabi tutulmalıdır,* Kaynak işlemi için bazik elektrotlar tercih edilmelidir* Elektrodlar kaynak öncesi kurutulmalıdır.
* DÜşÜK INKLÜZYONLU ÇELIK KULLANILARAK (S<% 0,007)
* DÖKÜM/DÖVME ÇELIK KULLANILARAK
* BAZI DURUMLARDA ÖN ISITMA UYGULAYARAK
AZALTILABILIR.
Katılaşma Çatlakları:Katılaşma Çatlakları:
• K Kaynak aynak ısısıısısı etkisi kaynak dikişinde ve/veya ITAB’da oluşan çatlaklardır.
• Kaynak dikişindeki çatlama kaynak metali katılaşması sırasında meydana
gelir (katılaşma çatlakları).(katılaşma çatlakları).
• Ana metalin yapısında ergime sıcaklığı düşük fazlar mevcutsa, kaynak ısısıetkisi ile bu fazlar ITAB’da çatlamaya neden olabilir (ergime çatlakları).(ergime çatlakları).
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 51/57
20.04.2009
51
• KATILAşMA
SIRASINDA DENTRITIN
IÇ KISMI ILEDENTRITLER
ARASINDA BILEşIMFARKI MEVCUT ISE
DENTRITLER
ARASINDA ERGIME
SICAKLIğI DÜşÜK
FAZLAR OLUşUR.
KATILAşMANIN SON
AşAMASINDA DA
KATILAşMIşDENTRITLER
ARASINDA ERGIME
SICAKLIğI DÜşÜK SIVI
FAZLAR YER ALIR.KAYNAK, KATILAşMA
SIRASINDA
BÜZÜLÜRKEN OLUşAN
ÇEKME GERILMELERI
DENTRITLER
ARASINDA
ÇATLAMAYA NEDEN
• ÇOğUNLUKLA SICAK ÇATLAMA ÇELIKLERDE,
PASLANMAZ ÇELIKLERDE, NIKEL ALAşIMLARINDA
DÜşÜK ERGIME SICAKLIğINA SAHIP SIVI FILM
NEDENIYLE OLUşUR.
• ÇELIğIN MANGANEZ IÇERIğI ARTTIKÇA
SÜLFÜRLERIN ERGIME SICAKLIğI ARTAR VE SICAK
ÇATLAMA IHTIMALI AZALIR.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 52/57
20.04.2009
52
• % 0,1’DEN DAHA AZ
KARBON IÇEREN ÇELIKTEKATILAşMA δ-FE FAZINDA
OLURKEN, DAHA YÜKSEK
ORANDA KARBON IÇEREN
ÇELIKTE . δ-FE OLUşTUKTAN
SONRA 1500°C’DE PERLITIK
REAKSIYON GERÇEKLEşIR VE
GERI KALAN KAYNAK
METALI γ -FE OLARAK
KATILAşIR.
• KÜKÜRTÜN δ-FE’DE
ÇÖZÜNÜRLÜğÜ YÜKSEK γ -FE
‘DE ISE DÜşÜK
OLDUğUNDAN, FAZLA
KÜKÜRT TANE SINIRLARINA
DOğRU ITILIR VE TANE
SINIRLARININ
ZAYIFLAMASINA NEDEN
OLUR.
• FOSFOR DA BENZER ETKI
YAPAR
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 53/57
20.04.2009
53
• MANGANEZ ILAVESI ILE
ÇELIKLERIN KATIşAMA SIRASINDA
ÇATLAMA RISKI AZALIR.
• KATILAşMA SIRASINDA ÇATLAMA
RISKINI AZALTMAK IÇIN KAYNAK
METALININ:
* KARBON, KÜKÜRT,FOSFOR
NIYOBYUM IÇERIğI DÜşÜK
OLMALI,
* MANGANEZ IÇERIğI MN/S
ORANI AYARLANARAK
BELIRLENMELIDIR.KAYNAK DIKIşININ PROFILI KONVEKS
YAPILARAK VE KAYNAğA ETKI EDEN
ÇEKME GERILMELERI AZALTILARAK
SICAK ÇATLAMA RISKI AZALTILABILIR.
Sıcak çatlama hassasiyet faktörü:Sıcak çatlama hassasiyet faktörü:
Ostenitik paslanmaz çeliklerde sıcak çatlak oluşum riski; dolgu metali ve anametalin kimyasal bileşimi ostenitik matris içinde en az % 4 ferrit bulunacakşekilde ayarlanması ile azaltılabilir. Ferrit tane sınırlarına yerleşerek sıcakyırtılmayı engeller.
Ferritin daha yüksek olması çeliğin korozyon direncini olumsuz yönde etkiler
Kaynak metalinin S ve P mümkün olduğunca düşük olmalıdır.
Aluminyum alaşımlarında sıcak yırtılma mukavemetin veya sünekliğin düşükolması nedeniyle kaynak dikişinde veya ITAB’da görülebilir.
Dolgu metalinin ergime sıcaklığının ana metalin ergime sıcaklığına yakınveya biraz altında olması ITAB’ın çatlama eğilimini azaltır.
Kaynak metalinin soğuma sırasında oluşan artık gerilmelere karşı direncinin
yüksek olması çatlama riskini azaltır.
Kaynak metalindeki çatlama ana metalden daha yüksek alaşımlı dolgumetali kullanılarak azaltılabilir.
Al-Si ve Al-Mg alaşımlarının kaynak metalinin çatlama hassasiyeti kaynakmetalinde 0,5-2 Si veya Mg bulunması halinde yüksektir. Bu bileşimsınırlarının altında veya üstünde çatlama riski düşüktür.
KAYNAK IşLEMI SIRASINDA NUMUNE EğME KUVVETI ETKISI ILE PLASTIK
DEFORMASYONA ZORLANIR. EğILME YARI ÇAPINA BAğLI OLARAK
DEFORMASYONUN ÇATLAMA ÜZERINDEKI ETKISI DEğERLENDIRILIR.
YENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMA
ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:• KAYNAK IşLEMI SONRASINDA YAPILAN
ISIL IşLEM (GERILME GIDERME TAVLAMASI)
VEYA SERVIS SIRASINDA YÜKSEK
SICAKLIKLARA (450-700°C) ISINMA
SONUCUNDA MEYDANA GELEN ÇATLAMA,
YENIDEN ISITMA ÇATLAMASI OLARAK
ISIMLENDIRILIR.• YENIDEN ISITMA ÇATLAKLARI
GENELLIKLE TANE SINIRLARI KARAKTERLI
OLUP, ITAB’NIN IRI TANELI YERINDE,
ERGIME SINIRININ BIR IKI TANE ÖTESINDE
GÖRÜLÜR. BAZEN KAYNAK METALINDE DE
OLUşABILIR.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 56/57
20.04.2009
56
Yeniden ısıtma çatlakalarının oluşumu; bileşime, mikroyapıya, kalıntıgerilmelerin mevcudiyetine ve sıcaklığa bağlıdır.
Bileşimde Cr, Cu, Mo,B,V,Nb ve Ti gibi elementler bulunan alaşımlı çeliklerinçatlama eğilimi yüksektir.
ki farklı kırılma morfolojisi sergileyebilir.i. Taneleri keserek kırılma:450i. Taneleri keserek kırılma:450--600600°°CC sıcaklıklara ısıtma ileortaya çıkar. Kırılmada gerilme konsantrasyonu, çatlaklar rol oynar.
ii. Tane sınırı boyunca kırılma:ii. Tane sınırı boyunca kırılma: 600°C’den yüksek sıcaklıklara ısıtmasonrasında ortaya çıkar. nklüzyon, karbür gibi ikinci faz partikülleri ile
matris arayüzeyinde boşluk oluşumu ile gelişir.
• DÜşÜK SÜNEKLIğE SAHIP MIKROYAPI (ÖR. BEYNIT)
YÜKSEK SICAKLIK GEVREKLIğINE DUYARLIDIR.
• RI TANELI MALZEMENIN ÇATLAMA RISKI INCE TANELI
MALZEMEDEN DAHA YÜKSEKTIR.
• YENIDEN ISITMA ÇATLAKLARI GENELLIKLE 50 MM’DEN
DAHA KALIN KESITLERDE ORTAYA ÇIKAR.
• ÇATLAMA GENELLIKLE ISITMA AşAMASINDA OLUR,
ISITMA HIZI ETKILI PARAMETRE DEğILDIR.
8/2/2019 IIW No2.11
http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 57/57
20.04.2009
• MOLIBDEN, KROM-MOLIBDEN, MOLIBDEN- VANADYUM VEMOLIBDEN – BOR ÇELIKLERI ÖZELLIKLE % 0.1’DEN DAHA FAZLA
ORANDA VANADYUM IÇERDIKLERINDE YENIDEN ISITMA
ÇATLAMASI DUYARLILIğINI ARTIRIR. OSTENITIK KROM – NIKEL
ÇELIKLERI VE BAZI NIKEL ESASLI ALAşIMLARDA DA YENIDEN
ISITMA ÇATLAMASI GÖRÜLEBILIR..
• ÇOğUNLUKLA KALIN KESITLI HSLA ÇELIKLERDE KAYNAK
SONRASI ISIL IşLEM SIRASINDA ORTAYA ÇIKAR. ÇENTIK VE
HATALARIN MEVCUDIYETI ÇATLAMAYI TEşVIK EDER.
• CR, MO VE V IÇEREN ÇELIKLER ÇATLAMAYA ÇOK
DUYARLIDIR. ÇELIKLERIN YENIDEN ISITMA ÇATLAMASINA
DUYARLILIğI
P = CR + 3.3 MO + 8.1 VP = CR + 3.3 MO + 8.1 VP = CR + 3.3 MO + 8.1 VP = CR + 3.3 MO + 8.1 V –––– 2222
P = CR + CU + 2MO + 10V + 7NB +5TIP = CR + CU + 2MO + 10V + 7NB +5TIP = CR + CU + 2MO + 10V + 7NB +5TIP = CR + CU + 2MO + 10V + 7NB +5TI ----2222
BAğINTILARI ILE HESAPLANAN P DEğERININ SIFIR VEYA
SIFIRDAN BÜYÜK OLMASI HALINDE YÜKSEKTIR.
YENIDEN ISITMA ÇATLAMASININ ÖNÜNE GEÇEBILMEK
IÇIN;
• ISIL IşLEM DÜşÜK SICAKLIKTA YAPILDIKTAN SONRA
YÜKSEK SICAKLIğA ÇIKILMALIDIR,
• KAYNAK IşLEMINDEN SONRA TAşLAMA VEYA
PEENING YAPILMALIDIR,
• ITABTAKI IRI TANELERI INCELTMEK IÇIN IKIPASOLU KAYNAK YAPILMALIDIR,