Bilqi Forum  

Geri git   Bilqi Forum > Eğitim - Üniversiteler - Sınavlar > Üniversiteler

ÖDEVLERİNİZİ BULMAKTA ZORLANIYOMUSUNUZ!

SORUN ANINDA CEVAPLIYALIM.

TÜM SORULARINIZA ANINDA CEVAP VERİLECEKTİR !

Sitemize Üye Olmadan Konulara Cevap Yazabilir Ayrıca Soru Cevap Bölümüne Konu Açabilirsiniz !

Çeliklerin Paslanmama Kaynağı

Üniversiteler


Yeni Konu aç Cevapla
LinkBack Seçenekler Stil
Okunmamış 06-24-2010, 15:36   #1
 
ƒσχ - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik tarihi: Jun 2010
Mesajlar: 250
Teşekkürleri: 0
0 mesajına 0 kere teşekkür edildi.
Tecrübe Puanı: 258
ƒσχ has much to be proud ofƒσχ has much to be proud ofƒσχ has much to be proud ofƒσχ has much to be proud ofƒσχ has much to be proud ofƒσχ has much to be proud ofƒσχ has much to be proud ofƒσχ has much to be proud of
Standart Çeliklerin Paslanmama Kaynağı

PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAĞI

Paslanmaz çeliklerin en önemli özelliği paslanmamaları yani oksidasyona ve korozyona karşı dirençleridir. Bu özellik çeliğin içeriğine %12’den fazla miktarda krom katılmasıyla elde edilir. Artan krom miktarına bağlı olarak da yüksek sıcaklıklarda oksidasyon dirençleri artmaktadır. Çeliğin içeriğinde yalnız yüksek miktarlarda nikel bulunması da paslanmayı önlerse de, krom ile birlikte bulunması özellikle asidik ortamlarda yüksek bir korozyon direnci sağlar. Nikelin yanı sıra molibden katkısı da çeşitli korozyon türlerine karşı çeliği koror. Ancak %6,5’dan fazla molibden içeren paslanmaz çelikler ekonomik olarak üretilmezler.
Krom, çeliğin yüksek sıcaklıklarda mekanik özelliklerini korunmasını sağlar dolayısıyla kromlu paslanmaz çelikler, yüksek sıcaklıklarda sürünmeye karşı mukavemetli (creep resisting) çelikler olarak da kullanılmaktadırlar. Aslında çelikler diğer demir alaşımlarının büyük bir kısmı gibi atmosferde oksitlenirler ve yüzeylerinde pas olarak adlandırdığımız bir oksit tabakası oluşur. Alüminyum ve çinkonun yüzeyinde oluşan koruyucu oksit tabakasının tersine çeliğin yüzeyini kaplayan pas, oksitlenmenin iç kısımlara ilerlemesine engel olmaz. Paslanmaz çeliklerde ise korozyona direnç, artan krom miktarına bağlı olmaktadır. Bu konuda yani çeliğin paslanmazlığı üzerine birçok spekülatif görüşler oluşmuş ve bunlardan en kabul göreni, sıkı ve ince bir oksit tabakasının paslanmaz çelik üzerinde oluştuğu ve bu tabakanın oksidasyonun ve korozyonun ilerlemesine mani olduğudur. Gerçekten, elektro-kimyasal gerilim serisine bakıldığında krom, demirden daha az asil olan bir metaldir. Çeliğin içerisindeki kromun koruyucu etkisi krom ile oksijen arasındaki affiniteden ileri gelmektedir. Krom içeren çelikler, yüzeyleri bir oksit tabakası ile örtülü olmadıkları sürece korozyona ve özellikle oksidasyona karşı çok hassastırlar. Bu taktirde bunlara “aktif” denir, buna karşın bu tabaka, oluşma olanağı bulduğunda alt tabaka metalini korozif ortamlara karşı korur, dolayısıyla da çelikler “pasif” olur. Pasivitenin sınırları ile derecesi ortamın türü ile paslanmaz çeliğin tür ve bileşimine bağlıdır. Koşulların uygun olduğu hallerde pasivite kalıcıdır ve paslanmaz çelik çok yavaş bir korozyon hızına sahiptir.
Bu pasif film yok olduğunda ve yeniden oluşması için gerekli koşulların bulunmaması halinde paslanmaz çelik normal karbonlu ve az alaşımlı çelikler gibi korozyona uğrayabilir. İşte bu bakımdan paslanmaz çeliğin korozyon direncinin oluşabilmesi için en az %12 Cr içermesi ve de oksijene gereksinim vardır.
Paslanmaz çeliğin yüzeyinde pasif bir tabakanın oluşabilmesi için mutlaka bir kimyasal işleme de gerek yoktur. Bu film, yüzeyin oksijen ile teması halinde aniden oluşur yani pasivasyon işlemi yüzeyde bulunan serbest demirin, oksitlerin ve diğer yüzey kirlerinin uzaklaştırılması esasına dayanır.
Örneğin; çelikhaneden çıkan paslanmaz çelik genellikle nitrik asit ve florik asit karışımı bir asit banyosunda temizlendikten sonra parça hava ile temas ettiğinde hemen pasif bir film tabakası oluşur.


Günümüzde 170’den fazla türü bulunan paslanmaz çelikler, değişik amaçlar için endüstride oldukça yaygın uygulama alanı bulmuşlardır.
Çeliklerin sınıflandırılması için kullanılan yaygın bir sistem Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsü’nün (AISI) Karbon ve Alaşımlı Çelik Standardının Nümerik Gösterimi’dir. Bu AISI gösterim sistemi olarak bilinir ve kökeni Otomotiv Mühendisleri Odası’na (SAE) dayandığı için SAE sistemi olarak da bilinir. Bu nümerik sistem içerisinde çeliklerin guruplandırılması, Tablo – 1’de gösterilmiştir. Bu sistem genişletilmiştir ve bazı durumlarda belirli alaşımlı çeliklerin gösterimi için beş basamağın da kullanıldığı olur. Son iki basamak, karbon oranının yaklaşık ortalama değerini belirtmek için kullanılır. Örneğin; 0.21 değeri, %0.18 – 0.23 aralığını belirtir. Bazı durumlarda, sistem bu kuraldan sapmalar gösterir ve bazı karbon aralıkları manganez, sülfür, fosfor, krom ve diğer elementlerin oranlarını da kapsar. İki harf genellikle rakamlara örnek olarak kullanılır. C harfi, temel açık ocaklı karbon çeliğini belirtir ve E harfi, elektrik fırınlı karbon ve alaşımlı çeliklerini belirtir. H harfi bazen sertleştirme limitlerinde imalatı yapılan çelikleri belirtmek için bir son ek olarak kullanılır. İlk iki basamak; manganez, nikel, krom, krom-molibden gibi temel alaşım metallerini belirtir. Yani bu sistem, bir çeliğin temel bileşenlerini ve çeliğin yaklaşık karbon oranını göstermektedir. Aynı zamanda çeliğin üretiminde kullanılan imalat metodunu da belirtmektedir.
Bugünün endüstride kullanılan paslanmaz çelik türleri üç grup altında toplanmaktadır:
Martenzitik kromlu paslanmaz çelikler,
Ferritik kromlu paslanmaz çelikler,
Ostenitik krom-nitelli paslanmaz çelikler.


Seri
Gösterimi Tipler ve sınıflar
100xx Resülfürize edilmemiş karbon çeliği sınıfı
11xx
13xx
23xx
25xx
31xx
33xx
40xx
41xx Resülfürize edilmiş karbon çeliği sınıfı
%1,75 Manganez
%3,50 Nikel
%5,00 Nikel
%1,25 Nikel - %0,65 veya 0,80 Krom
%3,50 Nikel - %1,55 Krom
%0,25 Molibden
%0,50-0,95 Krom - %0,12 veya 0,20 Molibden
43xx
46xx
47xx
48xx
50xx
51xx
5xxxx
61xx
86xx
87xx
92xx
93xx
94xx
97xx
98xx %1,80 Nikel - %0,50 veya 0,80 Krom - %0,25 Molibden
%1,55 veya 1,80 nikel - %0,20 veya 0,25 molibden
%1,05 nikel - %0,45 krom - %0,25 molibden
%3,50 nikel - %0,25 molibden
%0,28 veya 0,40 krom
%0,80; 0,90; 0,95; 1,00 veya 1,05 krom
%1,00 karbon - %0,50; 1,00 veya 1,45 krom
%0,80 veya 0,95 krom - en az %0,10 veya 0,15 vanadyum
%0,55 nikel - %0,50 veya 0,65 krom - %0,20 molibden
%0,55 nikel - %0,50 krom - %0,25 molibden
%0,85 manganez - %2,00 silikon
%3,25 nikel - %1,20 krom - %0,12 molibden
%1,00 manganez - %0,45 nikel - %0,40 krom - %0,12 molibden
%0,55 nikel - %0,17 krom - %0,20 molibden
%1,00 nikel - %0,80 krom - %0,25 molibden

TABLO 1: Karbon ve alaşımlı çeliklerin AISI-SAE nümerik gösterimleri




Farklı türlerdeki paslanmaz çeliklerin fiziksel özellikler de birbirinden farklıdır ve bu
olay da kaynak işlemlerinde önemli rol oynamaktadır.
Kromlu paslanmaz çeliklerin ısı iletme katsayıları, alaşımsız çeliklerin yarısı kadardır.
Ostenitik krom-nikelli paslanmaz çeliklerinki ise, alaşımsız çeliklerinkinin üçte bir kadardır. Bu durum kaynak bölgesinde ısının uzun süre kalacağını gösterir ki, bu durum da bazı problemlerin ortaya çıkmasına neden olur.
Kromlu paslanmaz çelikler genellikle alaşımsız çelikler ile aynı ısıl genleşme katsayısına sahiptirler. Ostenitik krom-nikelli çeliklerde ise bu değer karbonlu ve az alaşımlı


çeliklerden %50 daha fazladır. Bu durum yalnız kaynakçıyı değil, konstrüktörü (tasarımcıyı) de yakından ilgilendirir.
Karbonlu ve alaşımlı çelikler, düşük elektrik iletme direncine sahiptirler. Paslanmaz çeliklerde ise, bu değer 4-7 kat daha fazladır. Bu nedenle paslanmaz çelik elektrotlar daha çubuk kızardıklarından, daha kısa olarak üretilirler ve normal elektrotlara göre %25 daha düşük akım şiddetiyle yüklenirler.

Martenzit Paslanmaz Çelikler

Bu gruba giren paslanmaz çelikler genel olarak %16’dan az Cr içerirler, birleşimlerindeki C miktarı %0.5 ~ %1.2 arasında değişir. Yüksek miktardı C içerenlerde Cr miktarı %18’e kadar çıkabilir. Soğuma hızları yavaş olduğundan martenzit oluşumu çok yavaş meydana gelir. (sakin havada).
Martenzitik halde korozyon dirençleri çok iyidir. 815 oC’ye kadar paslanmazlık özelliklerini yitirmezler. Uzun süre sıcaklığı maruz kalırlarsa hafif korozyon başlangıcı olur. Bundan ötürü endüstride 700 oC üzerindeki sıcaklıklarda kullanılmazlar.
Bu çeliklere 650 oC de gerilim giderme, 825 oC de yumuşatma tavı uygulanır. Düşük karbonlu martenzitik paslanmaz çelikler, bir takım önlemler alınarak kaynak edilirler. Yüksek karbonluların ise kaynak edilmelerinden kaçınılmalıdır. Düşük karbonlu martenzit paslanmaz çeliklerde martezit nispeten daha az ve serttir, dolayısıyla çatlamaya karşı eğilimi daha azdır.
Bu çelikler kaynaktan önce genellikle ön tavlamaya tabi tutulur. Bu ön tavlama yüksek C eşdeğerli çeliklerde olduğu gibi ısının etkisi altında kalan bölgede bir sertlik azalması meydana getirmez. Yalnızca oluşan ısıl gerilmeler azaldığından çatlama olasılığı azalır. Bu çeliklerin ön tavı için uygun görülen tav dereceleri 200 ~ 400 oC’dir. Kaynaktan hemen sonra çatlama olasılığını ortadan kaldırmak için parçalar, mümkün olan durumlarda kaynaktan sonra soğumadan bir gerilim giderme tavına tabi tutulmalıdır. 820 ~ 870 oC’de 4 saat süre ile tavlanmalı ve fırında tercihen çok yavaş olarak 590 oC’ye düşürülmeli ve daha sonra sakin havada soğutulmalıdır.
Karbon içeriğine bağlı olarak önerilen öntav sıcaklığı kaynak ısı girdisi durumu ve kaynak sonrası tavlama gereksinimi Tablo 2’de özetlenmiştir.

Tablo 2: Martenzitik paslanmaz çelikler için öntav, kaynak ısı girdisi ve son tav gereksinimi.

KARBON
% ÖNTAV*
SICAKLIĞI (oC) KAYNAK ISI GİRDİSİ SON TAV GEREKSİNİMİ
0,10 dan az 15 (minimum) Normal Isıl işlem yapılabilir
0,10 – 0,20 200 - 260 Normal Yavaş soğuma
Isıl işlem yapılabilir.
0,20 – 0,50 260 - 320 Normal Isıl işlem arzu edilir
0,50 den fazla 260 - 320 Yüksek Isıl işlem arzu edilir
* ASME Kazan ve basınçlı kaplar talimatnamesi, karbon bileşimine bakılmaksızın minimum ön tav sıcaklığını 200 oC önerilmektedir.

Martenzit paslanmaz çeliklerin kaynağında, kaynak dikişinin dayanımının çok önemli olmadığı, parçanın da kükürtlü ortamda bulunmadığı durumlarda ostenitik kaynak metali kullanılır (ostenitik elektrotlar). Ostenitik kaynak metalinin akma sınırının düşük olması kaynaktan sonra oluşan kendini çekme gerilmelerinin oluşturduğu çatlama olasılığını ortadan kaldırır. Yüksek C içeren ( %0.5-1.2 ) martenzit paslanmaz çelikler bütün bu önlemler yardımıyla bile sıhhatli bir şekilde kaynak edilemezler.
Tablo 3 ve 4’de AISI (Amerikan şartnameleri)ye göre martenzit paslanmaz çeliklerin 400 serisinin tanımı, kimyasal ve mekanik özellikleri gösterilmiştir. Martenzit paslanmaz çelikler; valfler, bağlantı elemanları, dişliler, pim, yük aktaran miller, zincirler; düşük karbonlu ise türbin kanat ve çarklarında, buhar türbinlerinde kullanılır. Mağnetiklenme özellikleri yoktur.

Tablo -3 : Martenzit Paslanmaz Çeliklerin Kimyasal Kompozisyonu.
AISI Kompozisyon (%)
C Cr Diğerleri
403 0,15 11,5 - 13,0 0,5 Si
410 0,15 11,5 - 13,5
414 0,15 11,5 - 13,5 1,25 - 2,5 Ni
416 0,15 12,0 - 14,0 1,25 Mn, 0,15 S (min.), 0,060 P, 0,60 Mo (opt.)
416 Se 0,15 12,0 - 14,0 1,25 Mn, 0,060 P, 0,15 Se (min.)
420 0,15 (min.) 12,0 - 14,0
431 0,2 15,0 - 17,0 1,25 - 2,5 Ni
440 A 0,60 - 0,75 16,0 - 18,0 0,75 Mo
440 B 0,75 - 0,95 16,0 - 18,0 0,75 Mo
440 C 0,95 - 1,20 16,0 - 18,0 0,75 Mo
* Verilen mekanik özellikler çubuklar içindir. Plakalar ve levhalarda biraz farklı olabilir.













Ferritik Paslanmaz Çelikler

Bu tür paslanmaz çelikler %16~30Cr ve %0.25~0.5C içerirler. Bu tip çeliklerin en önemli özellikleri katı halde bir faz dönüşmesi oluşmadığından su verme yolu ile sertleştirilmeleri ve yüksek sıcaklıkta korozyon ve oksidasyon dirençlerinin yüksek olmasıdır.
Bu tür çeliklerin ancak soğuk şekil değiştirme ile sertleştirilmeleri olanaklıdır. Bundan ötürü az miktarda olsa soğuk şekil değiştirmenin neden olduğu sertlik, çeliğin biçimlendirilmesini zorlaştırdığından kullanma oranları azdır. Bu çelikler soğuk şekil değiştirme sertleşmesini ortadan kaldırmak için 750 ~ 800 oC sıcaklıkla yumuşatma tavına tabi tutulur.
Martenzit paslanmaz çeliklere oranla daha kolay kaynak edilir. Ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağında karşılaşılan en önemli sorun bu malzemenin 1150 oC üzerindeki sıcaklıklarda tane büyümesine karşı olan aşırı eğilimidir. Kaynak sırasında ısının etkisi altında kalan bölgenin bir bölümü 1150 oC üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısınır ve bu bölgede aşırı bir tane büyümesi oluşur. Bu malzemede katı halde ostenitin ferrite dönüşmesi olayı meydana gelmediğinde bir ısıl işlem ardımı ile tanelerin küçülmesi olanağı yoktur. Normal halde ferritik paslanmaz çelikler çok ince taneli sünek bir yapıya sahiptirler. Kaba taneli bir yapı haline geçince gevrekleşir, çentik darbe dayanımı düşer ve geçiş sıcaklığı yükselir. Tane büyümesini önlemek için bazı ferritik paslanmaz çeliklerin bileşimine AZOT eklenir. (Örneğin; AISI normuna göre 444 çeliği 0,035 maksimum ve 446 çeliği 0,25 maksimum).
Elektroda eklenen azot kaynak metalinin katılaşma sonunda ince taneli olmasına yardımcı olur. Bu tip paslanmaz çeliklerin kaynağında öyle bir kaynak yöntemi uygulanmalıdır ki ısının etkisi altında kalan bölgede 1150 oC’yi aşan sıcaklıklarda mümkün mertebe az kalmalıdır. Bu ise kaynağın çok kısa pasolarda yapılması ve hemen soğutulması ile gerçekleşebilir. Krom ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağında bir başka sorunda krom ve demirin bir metaller arası fazı olan çok kırılgan ve gevrek (G) sigma fazının oluşmasıdır. Bu olay çeliğin uzun süre 400 ~ 550 oC arasında tutulması sonucu ortaya çıkar. Bu bakımdan bu çeliklere hiçbir zaman 400 oC üzerinde bir öne tavlama uygulanmamalıdır. Ancak 200 oC’lik bir ön tavlama uygulanabilir. Diğer durumlarda bu çeliklerin kaynağında ön tav uygulanmaz.
Ferritik kromlu paslanmaz çeliklerin kaynağında ortaya çıkan bir tehlike de, ITAB’de taneler arası korozyona karşı aşırı hassasiyettir. Özellikle stabilize edilmemiş, yüksek krom ve karbon içeren türlerde karşılaşılan önemli bir sonudur. Bu olay, ostenitik krom-nikelli paslanmaz çeliklerde oluşanın aksine, ferritik türlerde 900 oC’nin üzerindeki sıcaklıklardan hızlı soğumada ortaya çıkmaktadır, çünkü ostenitik bir yapıya nazaran ferritik yapı içinde krom karbür çökelmesi daha yüksek oranlardadır. Ferritik kromlu paslanmaz çelikler kaynak edildiklerinde, dikişe komşu bölgede taneler arası korozyona karşı hassastırlar, zira krom karbürler önce çözülürle, soğuma sırasında yer alabildiğince çabuk gerisin geriye tane sınırlarına partiler halinde çökelirler. Stabilize edilmemiş % 17 Cr’lu çeliklerden yapılan kaynaklı bağlantılar, kaynaktan hemen sonra 750 oC’de tavlama işlemine tabi tutularak taneler arası korozyona karşı dirençli hale getirilebilirler. Eğer bu tür çelikler Ti veya Nb ile stabilize edilmiş ise kaynaklı bağlantılar taneler arası korozyona karışı ısıl işlemsiz halde bile dirençli olacaklardır.
Ferritik kromlu paslanmaz çeliklerin kaynağında yapılacak bir ön tavlama, martenzitlik paslanmaz çeliklerin kaynağından farklı metarlurjik etkilere sahiptir. Bu tür çeliklerin kaynaklı bağlantıları yavaş soğutulduğu zaman tane irileşmesi ve tokluk azalması gösterirler. Bazı ferritik paslanmaz çelikler de tane sınırlarında martenzit oluşumuna eğilimlidirler. Bu çeliklere uygulanan ön tavlama ITAB’de çatlama tehlikesini ortadan kaldırır ve kaynaktan doğan gerilmeleri sınırlar. Ön tavlama sıcaklığı, bileşime , arzu edilen mekanik özelliklere, kalınlığa ve artık gerilmelere bağlı olarak saptanır. Ön tav sıcaklığı normalde 150 – 250 oC arasında uygulanır ve pasolar arası sıcaklıklar da ön tav sıcaklığının biraz üzerinde tutulabilir.
Kaynaktan sonra 750 - 850 oC’lik bir tavlamayı takiben hızlı bir soğutma, bu çeliklerde ITAB’nin sünekliğinin ve taneler arası korozyona direncinin artmasına yardımcı olur.
Az karbonlu ferritik paslanmaz çelikleri 18/8 tipi %8.1den fazla C içeren çelikler için %25Cr ve %20Ni içeren elektrotlar iyi sonuç vermektedir. Tablo 5 ve 6 da ferritik paslanmaz çeliklerin kimyasal bileşikleri, mekanik özellikleri belirtilmektedir.




Tablo - 5 : Ferritik Paslanmaz Çeliklerin Kimyasal Kompozisyonu.
Kompozisyon (%)
C Cr M Diğerleri
406 0,08 11,5 - 14,5 1,0 0,1 - 0,3 Al
430 0,12 14,0 - 18,0 1,0 0,060 P, 0,15 S (min.), 0,60 Mo (opt.)
430F 0,12 14,0 - 18,0 1,25 0,060 P, 0,060 S, 0,15 Se (min.)
430FSe 0,12 14,0 - 18,0 1,25
442 0,2 18,0 - 23,0 1,0
446 0,2 23,0 - 27,0 1,5 0,25 N
Tekli rakamlar max. %'leri gösterirler. Belirtilen miktarların diğer alaşımları max. değerleri içerirler; kalanı demirdir.




Tablo -6: Ferritik Paslanmaz Çeliklerin Mekanik Özellikleri.
AISI Oda sıcaklığı Çalışma sıcaklığı Fo
Çekme kuvveti (1000 psi) Akma kuvveti 0,2% (1000 psi) Uzama 2 in. (%) Sertlik (Rockwell B') Devamlı Kesintili
406 70 40 30 81 1400 1450
430 75 45 30 83 1550 1660
430F, 430FSe 80 55 25 87 1500 1600
442 80 45 20 90 1800 1900
446 80 50 25 86 1950 2060



Ostenitik Paslanmaz Çelikler
Bu tür paslanmaz çelikleri bileşimlerinde %12 ~ 25 Cr ve %8 ~ 25 Ni içerirler. Nikel, kuvvetli bir ostenit yapıcı olduğundan, bu çeliklerde katılaşma sırasında ortaya çıkan ostenit oda sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda bile dönüşmeden kalır. Soğuma sırasında Ostenit – Ferrit dönüşümü olmadığından su verme yolu ile sertleştirilemezler. Bu grup içinde en fazla bilinen 18/8 çeliği diye isimlendirilen, birleşiminde %18 Cr ve %8 Ni içeren türdür. Anti mağnetik olan bu tür paslanmaz çeliklere korozyon dayanımını artırmak için bir miktar MOLİBDEN katılır. Ostenitik paslanmaz çeliklerin kaynak yeteneği açısından en önemli niteliklerini sıralayabiliriz.
Isı iletme katsayıları oda sıcaklığında az alaşımlı ve sade karbonlu çelikleri 1/3’ü kadardır.
Isıl genleşme katsayıları sade karbonlu ve az alaşımlı çeliklerden %50 daha fazladır.
Alaşımsız karbonlu çelikler düşük bir elektrik iletme direncine sahiptir, bu tür paslanmazlarda ise bu değer 5 ile 7 kat daha büyüktür.
Bu özelliklerden dolayı krom-nikelli çeliklerin kaynağında sade karbonlu çeliklerin
kaynağından daha fazla kendini çekme oluşur. Kaynak dikişinin soğuması sırasında büyük çekmelerin oluşumu sonucunda bu bölgede gözlemlenen iç gerilemeler çatlama tehlikesine yol açar. Bu tip paslanmazların çift taraflı iç köşe dikişlerinde sıcak çatlamaların oluşma olasılığı çok fazladır. Bu çeliklerde aşırı soğuk şekil değiştirmeleri özellikle dövme sonucunda kısmen martenzit bir yapı elde edilir. Özellikle 18/8 tipi ostenik paslanmaz çelikler 450 ~ 850 oC arasında bir sıcaklığa kadar ısıtılıp o sıcaklıkta tutulduklarında bir karbon çökelmesi eğilimi kendini gösterir.
Ostenik paslanmaz çeliklerin C içeriği en çok % 0.6, tercihen %0.03 civarında olmalıdır. Krom – Nikelli paslanmaz çeliklerde gerilim giderme tavlaması kaynaktan sonra zaman zaman uygulanır. Tav sıcaklığı 800 ~ 920 oC arasında seçilir. Tablo 7 ve 8 de ostenitik paslanmaz çeliklerin kimyasal bileşimi ve mekanik özellikleri ile sıcaklık dereceleri gösterilmiştir.
Ostenitik krom-nikelli paslanmaz çeliklerin kaynak kabiliyetlerini etkileyen fiziksel özelliklerinin yanında bir dizi metalurjik etken de bu çeliklerin kaynağında önemli rol oynar; bunlar delta ferrit fazının oluşumu, taneler arası korozyona hassasiyet, gerilmeli korozyona hassasiyet ve sigma fazının oluşmasıdır.


Tablo-7: Ostanitik Paslanmaz Çeliklerin Kimyasal Kompazisyonu.
Kompozisyonu (%)
C Cr Ni Diğerleri (%)
201 0,15 16,0 - 18,0 3,5 - 5,5 2.5 N, 5.5 - 7.5 Mn, 0.060 P
202 0,15 17,0 - 19,0 4,0 - 6,0 2.5 N, 7.5 -10.0 Mn, 0.060 P
301 0,15 16,0 - 18,0 6,0 - 8,0
302 0,15 17,0 - 19,0 8,0 - 10,0
302 B 0,15 17,0 - 19,0 8,0 - 10,0 2.0 - 3.0 Si
303 0,15 17,0 - 19,0 8,0 - 10,0 0.20 P, 0.15 S (min) 0.60 Mo (opt)
303 Se 0,15 17,0 - 19,0 8,0 - 10,0 0.20 P, 0.06 S, 0.15 Se (min)
304 0,08 18,0 - 20,0 8,0 - 12,0
304 L 0,03 18,0 - 20,0 8,0 - 12,0
305 0,12 17,0 - 19,0 10,0 - 13,0
308 0,08 19,0 - 21,0 10,0 - 12,0
309 0,02 22,0 - 24,0 12,0 - 15,0
309 S 0,08 22,0 - 24,0 12,0 - 15,0
310 0,25 24,0 - 26,0 19,0 - 22,0 1.5 Si
310 S 0,08 24,0 - 26,0 19,0 - 22,0 1.5 Si
314 0,25 23,0 - 26,0 19,0 - 22,0 1.5 - 3.0 Si
316 0,08 16,0 - 18,0 10,0 - 14,0 2.0 - 3.0 Mo
316 L 0,03 16,0 - 18,0 10,0 - 14,0 2.0 - 3.0 Mo
317 0,08 18,0 - 20,0 11,0 - 15,0 3.0 - 4.0 Mo
321 0,08 17,0 - 19,0 9,0 - 12,0 Ti (5 x %C min)
347 0,08 17,0 - 19,0 9,0 - 13,0 Cb + Ta (10 x %C min)
348 0,08 17,0 - 19,0 9,0 - 13,0 Cb + Ta (10 x %Cmin 0.10 Ta max.), 0.20 Co
Tekil rakamlar aksi belirtilmedikçe en yüksek miktarlardır. Belirtilen alaşımların diğer elemanları en yüksek miktarları içerirler, geriye kalan yüzde demirdir.

Ostenitik krom-nikelli paslanmaz çeliklerin üretimlerinde, sıvı halden itibaren katılaşma başlayınca, ostenit ve d-ferrit taneleri oluşmaya başlar. Bu ferrit ostenitin dönüşümü sonucunda ortaya çıkan ferrritten farklıdır. Katılaşma normal olarak çeliklerin yapısı ostenit taneleri arasına serpilmiş d-ferrit taneciklerinde oluşur. Bu faz, krom ve ferriti dengeleyen elementler yönünden zengin, nikel ve osteniti dengeleyen elementler yönünden fakirdir. Bu fazın oluşumu çelik üreticilerinin istemediği bir durumdur: zira malzemenin sıcak şekillendirilmesini zorlaştırır ve malzemede çatlakların oluşumunu teşvik eder. Bu fazın sürekli olarak tanecik sınırlarında bulunması korozyon direncini azaltır. Ayrıca, yüksek sıcaklıklarda uzun süre d-ferrit fazıyla karşı karşıya kalınması sonucunda da, malzemenin mukavemetini ve şekillendirilebilme kabiliyetini azaltıcı yönde etkileyen sert ve gevrek sigma fazının oluşumu gibi sorunlarla karşılaşılır.


Tablo-8: Ostanitik Paslanmaz Çeliklerin Mekanik Özellikleri
Oda Sıcaklığı Çalışma Sıcaklığı Fo
Çekme Kuvveti (1000 Psı) Akma Kuvveti 0.2 % (1000 Psı) Uzama 2" (%) Sertlik (Rockwell B') Devamlı Kesintili
201 115 55 55 90 1550 1450
202 105 55 55 90 1550 1450
301 110 40 60 85 1650 1500
302 90 40 50 85 1650 1500
302 B 95 40 55 85 1750 1600
304 84 42 55 80 1650 1550
304 L 81 39 55 79 1650 1550
305 85 38 50 80 1650
308 85 35 50 80 1700 1550
309 90 45 45 85 1950 1850
310 95 45 45 85 2050 1900
314 100 50 40 85
316 84 42 50 79 1650 1550
316 L 81 42 50 79 1650 1550
317 90 40 45 85 1700 1600
321 90 35 45 80 1650 1550
347 95 40 45 85 1650 1550
Bu değerler sadece çubuklar içindir. Plaka ve lamalar için biraz değişir. 1 PSİ: 0.0714 Kg/cm2

Ostenitik krom-nikelli paslanmaz çeliklerin kaynağında ortaya çıkan ikincil bir sorun da, özellikle 18/8 çeliği gibi bazı krom-nikelli çeliklerin 450 - 850 oC sıcaklık aralığındaki bir sıcaklıkta uzun süre kalmalarında oluşan krom karbür çökelmesi eğilimidir. Bu çelikler üretimleri sırasında krom karbürün ostenit içerisinde çözündüğü 1100 oC’den itibaren hızla soğutulurlar. Bu şekilde bu elementlerin çökelme tehlikesi ortadan kalkmış olur ve oda sıcaklığında karbonun difüzyon hızı çok düşük olduğundan, kullanım esnasında oluşma olanağı yoktur. Sıcaklığı 450 oC’nin üzerine çıkması ile karbonun difüzyon hızı, karbonu tane sınırlarından dışarıya çıkartacak derecede artar. Tane sınırlarında biriken karbon, kroma karşı olan yüksek ilgisinden (affinitesinden) dolayı bu bölgede krom ile birleşerek krom karbür oluşturur (Fe, Cr23 C6). Oluşan krom karbürün ağırlık olarak %90’ını krom oluşturduğundan, tane sınırlarında bulunan çok az karbon bile ostenit tanelerin çevresindeki krom miktarını aşırı derecede azaltır (Şekil 1). Bunun sonucu olarak malzeme krozif bir ortamda bulunduğunda, kromca zayıflamış olan tane sınırlarında korozyon oluşur. Bu şekilde ortaya çıkan taneler arası korozyon tüm malzemeyi çok kısa zamanda kullanılmaz hale getirir. Çeliğin karbon içeriği arttıkça bu olay şiddetlenir.















ŞEKİL 1: Ostenitik krom-nikelli paslanmaz çeliklerde tane sınırlarında krom karbür çökelmesine bağlı olarak krom azalması (şematik)

Ostenitik krom-nikelli paslanmaz çeliklerin kaynağı esnasında eriyen bölge çok kısa bir zamanda katılaşıp hızla soğuduğundan ve elektrot olarak kullanılan alaşımların karbon içeriği de düşük olduğundan kaynak metali, yani kaynak dikişi için karbür çökelme tehlikesi yoktur. Bana karşın ısının tesiri altında kalan bölge (ITAB), kaynak süresi boyunca, 500 - 900 oC sıcaklık aralığında tavlı olarak kalmakta ve aynı zamanda da burası esas metal olduğundan, karbon içeriğinin yüksek olması halinde ostenit tane sınırlarında taneler arası korozyona neden olacak karbür çökelmesi olayı ortaya çıkmaktadır. Belli bir karbon içeriği için karbür çökelmesi olayının şiddeti, sıcaklık ve zamana bağlıdır. Çökelme başlamadan önce sıcaklık ve değişen bir kuluçka periyodu vardır. Sıcaklık ve çeliğin karbon içeriğine göre en kısa sürede çökelmenin başladığı bir sıcaklık vardır ki buna kritik sıcaklık adı verilir. (Tablo 9)


Karbon içeriği (%) Kuluçka Periyodu (dakika) Kritik Sıcaklık (oC)
0,03 11 650
0,05 7 650
0,06 2,5 670
0,08 0,3 750

Tablo 9: Krom karbür çökelmesinin karbon içeriği, zaman ve sıcaklığa bağlılığı.

Tek paso ile yapılan ark kaynağında ITAB, 650 - 750 oC arasındaki sıcaklığa bir dakikadan az bir süre maruz kalır. Buna karşın çok pasolu kaynak halinde, bu süre üç dakikanın üzerine çıkar ve dolayısıyla karbür çökelme tehlikesi kendini gösterir. Karbür çökelmesinin oluşabilmesi için, çeliğin karbon içeriğinin belirli bir miktarın üzerinde olması gerekir. Tablo 9’da görüldüğü üzere karbon içeriğini azalması, kuluçka periyodunu uzattığından bu tehlike ortadan kalkacaktır. Bu bakımdan, kaynak ile birleştirilmesi gereken ostenitik krom-nikelli paslanmaz çeliklerin, karbon içeriğin en çok %0,06, optimum %0,03 civarında olması gerekmektedir. Bu amaçla, ostenitik krom-nikelli paslanmaz çeliklerin özel olarak üretilen bazı türlerinde (X2CrNi 19 11, X2CrNiMo 17 13 2), karbon miktarı düşürülerek korozyon direncinin arttırılması amaçlanmıştır.
Taneler arası korozyonun oluşturulmasını önlemek amacı ile uygulanan bir başka yöntem de çeliğin stabilizasyonu olarak adlandırılır; bu durumda karbonun kroma karışı olan ilgisinden daha yüksek bir ilgiye sahip bir elementin çeliğin bileşimine katılması ile gerçekleştirilir. Bu şekilde çeliğin bileşimindeki karbon ile bu yeni element karbür oluşturur ve dolayısıyla iç yapının bazı bölgelerinde ortaya çıkan krom azalması olayı oluşmaz. Stabilizasyon için ilave edilen elementler titanyum, niyobyum ve tantalyumdur. Bu elementlerin karbürleri, tane sınırları boyunca değil, ostenit taneler içerisinde, ince zerreler halinde dağılmış olduklarından, çeliğin mekanik özelliklerinde de bir değişiklik oluşturmaz. Stabilizyonun gerçekleşebilesi için ilave edilen titanyum karbonun dört katı, niyobyumun seki-on katı, tantalyumun onaltı katı olması gereklidir.
Çeliklerde maliyet açısından titanyum, elektrotlarda titanyumun arktaki fazla kaybından dolayı niyobyum tercih edilir.



PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAK METODLARI
MARTENZİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAĞI
Martenzitik paslanmaz çeliklerin kaynak koşullarının seçimi konusunda, en çok kullanılanlar örtülü elektrot, tozaltı, MIG, TIG ve plazma kaynaklarıdır.

ÖRTÜLÜ ELEKTROTLAR

Bu çeliklerin elle kaynağı için çeşitli elektrot tipleri kullanılır. Banlar ana metalle aynı bileşimde olabilirler, ancak ergimiş metalin Cr ve Mn’den yana muhtemel fakirleşme ve karbondan yana muhtemel bir zenginleşmesini karşılamak üzere C, Mn ve Cr oranları sınırlarında bazen değişikliklere yer verilir (karbondan yana zenginleşme, alçak karbonlu çeliklerde vaki olur) veya aşağıdaki gibi bileşimi farklı olabilir.
Yüksek karbonlu (C>%.050) çeliklerde ergimiş metalin bürüt soğumuş halde daha az kırılgan olmasını sağlamak üzere karbon oranı değişik olur.
Ergimiş metal çok yüksek oranda ostenit içerecek şekilde C, Cr ve Ni oranları değişik olur ( ostenit, ergimiş metala büyük süneklik sağlar). Böyle bir ilave metal yüksek karbonlu ve martenzitik dönüşümden sonra çökelme ile sertleşmiş çeliklerin kaynağında kullanılabilir, ancak bunun için ergimiş metalin alçak mekanik nitelikleri ile öbür yandan böylece oluşan elekto-şimik çiftin korozyon açısından olumsuz etkisi göze alınacaktır, yani çeliğin kullanılacağı korozif ortam koşullarının çok ağır olmaması gerekir.
Genellikle bazik örtülü elektrot kullanılıp (elektrot + ) oldukça kısa bir arkla çalışır.
Zor pozisyonlarda (dik ya da tavan kaynağı ) akım şiddeti daha düşük olacaktır.
Aşağıda akım şiddeti için verilmiş sınırlar değişik kaynak koşullarına göre
saptanmıştır. Kaynak ağızlarının şekilleri, aşağıda genel olarak yüksek alaşımlı çelikleri için verilmiş olanlar gibidir. 3mm kalınlığına kadar kaynak tek pasoda yapılır, ama bu takdirde terste bir mesnet levhası kullanılacaktır.
Çok pasolu kaynaklarda ilk pasonun iyi nüfuz etmiş olmasıyla son pasoların yüzey durumlarına özen gösterilecektir. Her paso arasında cüruf paslanmaz çelikten çekiş ve fırça ile iyice yok edilecek ve birleşme yeri sıcaklığının, ön ısıtma sıcaklığının altına düşmemesine dikkat edilecektir.


Elektrot Akım Şiddeti
Çekirdek Çapı (mm) (A) .
2,0 25 – 60
2,5 40 – 75
3,2 60 – 90
4,0 65 – 120
5,0 120 – 175


TIG KAYNAĞI
Saf hidrojen, rutubetten tamamen arındırılmış argon ve kalınlık 2 ~ 3mm’yi geçtiğinde çıplak çubuk ya da tel şeklinde ilave metal kullanılacaktır. Bu sonuncusu için genellikle ana metalinkine yakın ama çoğu kez daha düşük karbonlu bileşimde malzeme ile çalışılacaktır. Bununla birlikte, yüksek karbonlu (C>%025)ya da doğruca martenzitik dönüşümle çökelme sertleşmesi çeliklerin kaynağında, örtülü elektrotlar için söylenmiş sakıncalar da hesaba katılarak yüksek oranda ostenit terk eden ilave metal de kullanılabilecektir.
Tungsten elektrot (-) kutba bağlanmakla iyi bir nüfuziyet elde edilir.
Kaynak tersten de argon akımıyla korunacaktır.
3mm’ye kadar kaynak ağzı gerekmez. Daha kalın parçalara yaklaşık 1,5mm’lik bir kök yüksekliği ile 70o’lik V ağzı açılır.

Parça Kalınlığı Akım Şiddeti İlave metal tel çapı (mm)
(mm) (A) (mm) (ortalama) .
1,0 25 – 75 2
2,0 50 – 125 2
3,0 80 – 150 3
4,0 100 – 180 3 – 4
6,0 120 – 250 5
8,0 225 – 300 5
10,0 225 – 350 6

MIG KAYNAĞI
Koruma gazı saf yada içine az miktarda O2, CO2 gibi gazlar karıştırılmış argondur. Oksijen taşıyıcı (O2, CO2) bir gazın ilavesi arkın stabilitesini artırır, metalin “ıslanma”sını iyileştirip nüfuziyeti artırır, bununla birlikte metalin oksitlenebilir alaşım elementlerinden, özellikle Cr’dan yana, fakirleşmesi tehlikesini ve temizlenmesi gereken yüzeysel bir oksitlenme meydana getirebilir.
Martenzitik paslanmaz çeliklerin MIG kaynağında üç süreç kullanılabilir; bunlardan her biri farklı bir ergime şeklini ve ilave metal geçişini ortaya koyar.
Yağmur şeklinde (çok ince damlacıklar halinde) geçiş; bu süreç yüksek bir kaynak akım şiddetini gerektirir (elektrot teli + ). Bu yüzden stabil nüfuziyet fazla, terk edilen metal hızı yüksek olur, ama ergimiş banyo hacmi oldukça önemli olup yatay pozisyonda ve 3mm’den az olmayan kalınlıkların kaynağında bu tekniğin kullanılmasını sınırlar. Şekil-2’de mutat kaynak koşulları görülür.
Koruma gazı genellikle içine %1-2 oksijen karıştırılmış argondur. Hazırlık örtülü elektrotta olduğu gibi alttan bir destek çoğu kez faydalıdır. Buna imkan bulunmazsa, genellikle birinci ya da tek paso için kısa devre geçişli kaynak yöntemi kullanılır. Dikişin altı bu takdirde bir argon akımıyla korunacaktır.
Kısa devreli geçiş; Bu süreçte düşük akım şiddeti uygulanır. Metal geçişi, arkın saniyede 20 ila 200 kez kesilmesi nedeniyle birleşmede az ısı girişiyle sağlanır (elektrot teli +). Bu yöntem, dolayısıyla, az kalınlıkta parçaların kaynağına olanak verir ve deformasyonlar az olur. Ayrıca zor pozisyonlarda (dik kaynak...) ve parçalar arasında aralığın fazlaca olduğu hallerde kaynak gerçekleştirilebilir.
İri damla halinde geçiş; Bu konuda ferritik paslanmaz çeliklerin MIG kaynağı için söylenenler martenzitik paslanmaz çelikler için de geçerlidir.

TOZALTI KAYNAĞI
Bu yöntem, büyük bir ısı girişi ile belirlenir. Kullanılacak, elektrot teli hususunda TIG kaynak ilave metali için söylenenler burada da geçerlidir.
Kaynak doğru akımla olduğu gibi alternatif akımla da gerçekleştirilebilir, bununla beraber en az kalın malzemelerin kaynağı için doğru akım tercih edilir. Doğru akımda telin polaritesi nüfuziyeti etkiler; (+) kutupta bu nüfuziyet daha kuvvetli, (-) kutupta minimumda olur.
10mm kalınlığa kadar tek pasolu kaynak mümkün olup bu kalınlıkta akım şiddeti 500 ile 700 A arasında olur. Bundan daha kalın parçalar çok pasolu olup her paso yine bu akım şiddetleriyle çekilir.




































Toz altı kaynağında en çok kullanılan hazırlık şekli, birleşecek parça kalınlığının üçte bir mertebesinde bir kök yüksekliği ile 90o’lik X ağzı olup az kalın parçalarda bu hazırlık aşağıdaki gibi basitleştirilir.
8mm altında kalınlıklarda alttan destekli küt alın kaynağı uygulanabilir.
8 ile 15mm arasında, kök yüksekliği ve alttan destekle V ağzı üzerinde bir paso veya küt alın halinde birbirine nüfuz etmiş iki paso çekilir.
15 ile yaklaşık 30mm arasında, 3 ila 5mm kök yüksekliği ile V ağzı üzerine bir paso veya 8 – 15mm kök yüksekliği ile birinci paso V ağzı için olmak üzere iki paso çekilir.
Dikişin genişlik/derinlik oranı yeteri kadar yüksek bir değerde tutulmalıdır.

PLAZMA KAYNAĞI
Aşağıda feritik paslanmaz çeliklerin plazma kaynağı için söylenenler martenzitik paslanmaz çelikler için de aynen geçerlidir.
Bu çok önemli konu, yani hidrojenin varlığından ileri gelen çatlaklar, göreceli olarak büyük ilgi çekmiş olmakla birlikte gevşekleşmenin kesin mekanizması henüz kesin olarak anlaşılmış değildir. Şöyle ki doğruca deneyle doğrulanabilecek, kimyasal ve metalürjik reaksiyonlarla ifa edilen yetir sayıda mekanizmanın ortaya konması mümkün olmamıştır. Buna karşılık, hidrojen çatlamasıyla sonuçlanan toplu koşullar “bir sert mikro içyapıda, yaklaşık 150oC’nin altında bir sıcaklıkta yeterli hidrojen ve yeterli gerilme” olarak tanımlanabilmektedir.
Gerçekten hidrojen tarafından meydana getirilen çatlama aynı zamanda soğuk çatlak ya da gecikmiş çatlak veya dikiş altı çatlağı olarak bilinir. Bu aynı zamanda çeliklerde de, imal sırasında, işleme sırasında ya da çalışma sırasında vaki olur. Bu itibarla sadece kaynağı münhasır olmamakla birlikte, kaynak sonucu olarak ortaya çıktığında çatlaklar doğrudan kaynak metalinin kendisinde görülür.
Hidrojen tarafından hasıl edilen çatlama, aşağıda belirtilen üç koşulun bir arada bulunmaları halinde vaki olur.
Hidrojen mevcuttur.
Bu, kaynakta kullanılan örtü, toz, dekapan vs. de var olan rutubet ve sair menbalardan kaçınılmaz şekilde ortaya çıkar.
Çekme gerilmeleri kaynak üzerinde etki yapar
Soğuma sırasında ısıl büzülmelerden kaçınılmaz şekilde meydana gelen
gerilmeler, birleştirilecek kısımların rijitliğinin sonucu olarak gelişen başka
gerilmelerle de takviye olur.
Hassas bir mikro içyapısı mevcuttur.
Ana metalin yeterince yüksek sıcaklığa çıkmasıyla hızla ferritten ostenite ve yine ferrite dönüşmesiyle, hidrojen gevşekleşmesine daha yatkın mikro içyapılar hasıl olur.
FERRİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAĞI
Ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağı için kullanılabilecek yöntemler daha çok bir koruyucu gaz akımını devreye sokanlar olan TIG, MIG ve plazma kaynaklarıdır.

TIG KAYNAĞI
Bu yöntemde saf argon kullanılacak olup gazda hiç rutubet bulunmayacaktır. Birleştirilecek parçaların kalınlığı 2 – 3 mm’yi geçtiğinde, çubuk ya da tel halinde çıplak ilave metal kullanılacaktır. Genel olarak bu, ana metalinkine yakın bileşimde olacaktır. Tamamen ferritik çeliklerin kaynağı için ilave metaller Ti ve Nb içerirler, daha yüksek Cr oranı ve ergimiş metalde martenzitin ortaya çıkmasını önlemek üzere de daha düşük karbon oranına haizdirler.
Ergimiş metale bir ostenitik – ferritik doku sağlamak için bir ostenitik ilave metale başvurulması halinde bu ostenitik metal, alçak karbonlular arasından seçilecektir.
Tungesten elektrot (-) kutba bağlanarak iyi bir nüfuziyet sağlar. Kaynağın ters tarafı bir yardımcı argon kaynağıyla korunmalıdır.
Tablo – 10’da kaynak edilecek ürünlerin kalınlığına göre uygulanacak akım şiddeti sınırları verilmiş olup bu akım şiddeti, bu sınırlar içinde öbür kaynak koşulları başlıca pozisyon (dik ve tavan kaynağında A daha az), hazırlık ekli (bindirme halinde daha yüksek, kaynak ağzında daha az) ne göre değişir.


Kaynaklanan ürünün kalınlığı (mm) 1 2 3 4 5 6 7
Akım Şiddeti (A) 30 - 70 50 - 100 70 - 150 100 – 180 140 - 220 160 - 250 180 –260

Tablo – 10 :Kaynak edilecek ürünlerin kalınlığına göre uygulanacak akım şiddeti
Akım şiddeti otomatik kaynakta daha yüksek olabilir.
3mm’den aşağı kalınlıkta, kaynak ağzına gerek yoktur. Daha yukarı kalınlıklarda 70o’lik bir V ağzı ve 1,5 mm kadar bir kök yüksekliği uygulanır. Tersten kaynağın mümkün olması halinde buna gerek yoktur.

MIG KAYNAĞI
Koruma gazı olarak (ülkemizde şimdilik helyum bahis konusu olmadığına göre) O2, CO2, H2 gibi başka gazlardan az miktarda karıştırılmış argon kullanılır. Oksijenin varlığı arkın stabilitesini arttır, ana metalin “ıslanma”sını düzeltir ve nüfuziyeti arttırır. Bununla birlikte, metalin özellikle Cr ve Ti gibi oksitlenebilen alaşım elementlerinden fakirleştirme tehlikesini meydana getirir ve sonradan yok edilmesi gereken bir yüzeysel oksitlenme hasıl eder.
Ferritik çeliklerin MIG kaynağı için kullanılabilir ilave metaller TIG kaynağında kullanılanların tipinde olabilirse de, kaynak banyosunun desoksidasyonu ile ana metalin ıslanmasını iyileştirmek üzere biraz daha fazla silisyum (%1,1’e kadar) içereceklerdir, ama genellikle bu ilave metal telleri ostenitik çeliktendirler.
Kaynak koşulları itibariyle sadece bir alçak akım gerektiren süreçler kullanılacaktır. Bu itibarla yağmur şeklinde geçiş sağlayanlar bırakılacak, kısa devreli ve iri damlalı geçiş saylayanlar yeğlenecektir.
Kısa devreli geçiş; bu süreçte, alçak akım şiddetleri bahis konusudur. Metal geçişi, birleşmede zayıf bir ısı çıkışıyla elde edilir. Bu yöntemle az kalınlıkta parçaların az şekil değiştirmeyle kaynağı sağlanır, aynı zamanda zor pozisyonlarda da (dik kaynağı, tavan kaynağı......) veya parçalar arasında aralığın fazla olduğu kaynağın gerçekleştirilmesi mümkündür. Bununla birlikte nüfuziyeti daha az olup 3mm’nin altında kalınlıklardaki ince parçalarda hazırlık gerekmez.
1,5 mm’ye kadar 0,56 mm, 1,5 – 4 mm kalınlıktakiler için de 0,8 – 1,2 mm çapında tel kullanılır.
Parça Kalınlığı Akım Şiddeti
(A)

0,5 10 – 60
1,0 25 – 75
1,5 50 – 85
2,5 60 – 90
3,0 75 – 110
4,0 90 – 125
İri damlalı geçiş; yakın zamanda geliştirilmiş bir yöntem olup bir çift beslenme menbaını gerektirir. Birinci menba telin (+kutupta) ergimesini sağlayan arkı idame ettirir, ikinci menba ise arada bir fazla gerilim (sürtansiyon)getirmekle önceden ergimiş metalin geçişini sağlar. 3mm’den fazla kalınlıkta parçalar 70o’lik bir V kaynak ağzı açılır ve 1,5mm’lik kök yüksekliği bırakılır. Bu yöntem özel bir posta ile çalışır.

PLAZMA KAYNAĞI
Paslanmaz çeliklerin plazma kaynağıyla birleştirilmesinde genellikle transfer olmuş (direkt) ark yöntemi kullanılır.
Plazma hasıl edici gaz (ağız gazı) argon olup debisi nispeten azdır. (1 – 10 lt/dak)
Koruma gazı da yanı olup debisi daha yüksektir (>15 lt/dak.).
Plazma kaynağının karakteristik “ anahtar deliği”nden kaçınmak istendiğinde ağız gazı debisi azaltılıp TIG kaynağındakiyle aynı tipte bir ilave metal kullanılır. Ancak bunun çapı daha küçük olmalıdır.

Parça Kalınlığı Akım Şiddeti
(A)

1,0 30 – 75
2,0 60 – 130
3,0 100 – 160
4,0 130 – 180
5,0 160 – 230
6,0 180 – 260

Genel uygulamada, 12mm’ye kadar olan kalınlıkta parçalar uç uca (küt alın) kaynak ağzı ve ilave olmaksızın kaynatılabilmektedir.
Kalorifik girdinin aşırı derecede sınırlandırılmasının gerektiği durumlar için de mikro-plazma tekniği geliştirilmiş olup bunun 0,01mm kalınlıkta levhalar 0,1 A akım şiddetiyle kaynak edilebilmektedir. Transfer olmuş (direkt) arka akım şiddeti (A) genellikle kaynak edilecek mamul kalınlığının (mm) 10 ila 20 katıdır. Mikro-plazma’da kaynağın tersi yine argonla korunacaktır.
Her ne kadar plazma kaynağı, arkın yoğunlaştırılmış olması sayesinde 12mm’ye kadar küt alın kaynağını, tam nüfuziyetle gerçekleştirebiliyorsa da (ilave metalsiz), ağızların birbirlerine yakın olmaları gereği bu kaynağın bir koşulu olmaktadır. Şöyle ki parçalar arasında aralık, kalınlığı 1/10’undan az olacaktır. Aksi halde ilave metal (ince tel halinde) zorunlu olur.
Örtülü elektrotla kaynakta elektrot çekirdeği alçak karbonlu çelikten, örtüsü bazik olmalıdır.


FERRİTİK ÇELİKLERİN ERGİTME KAYNAĞI
Yukarıda, titanyum ilavesiyle kaynak bakımından saf ferritik hale getirilmiş %16 veya %17 Cr’lu çeliklerden söz etmiştik. Yüksek sıcaklıkta stabil titanyum karbürlerinin varlığı ile yavaşlatıldığından bu çeliklerde tane büyümesi klasik %17 Cr’lu çeliklerinkinden pek farklı değildir.
Kaynakları soğumadan sonra genellikle çok kaba taneli tamamen ferritik bir dokuya sahip %13 Cr’lu ve alüminyum ilaveli çeliklerle % 20 – 30 Cr’lu çeliklerde durum aynı değildir. Bununla beraber kromdan yana nispeten fakir ve karbondan yana zengin bazı bileşimler kaynaklı halde az miktarda martenzit ihtiva edebilirle. Bu martenzitin teşekkül yolu %17 Cr’lu çeliklerinkinin aynıdır.
Ferritik paslanmaz çeliklerde kaynaklar, çevre sıcaklığında özellikle yüksek bir çentik hassasiyetine ve krom oranı yüksek olduğunda sahiptirler. Bununla birlikte sertlikleri ılımlı kalır ve kırılganlık geçiş eğrilerinin şekli de %17 Cr’lu çeliklerinki gibi olur.
Bu çentik hassasiyeti nedeniyle % 25 – 30 Cr’lu ferritik refrakter çelikler kaynaklı olarak çok az kullanılırlar. Zorunluluk halleri genellikle %24 Cr - %12 Ni veya %29 Cr - %9 Ni tipinde ostenitik veya osteno – ferritik kaynak metali kullanılır.
Keza, %13 Cr’lu bu ferritik çelikten kaynaklı birleşmeler de çok yaygın değildir. Ergime kaynağı ya %13 Cr’lu veya % 18 Cr ~ % 10 Ni’li bir ostenitik kaynak metali ile gerçekleştirilebilir.

FERRİTİK ÇELİKLERDE KAYNAKLI BİRLEŞMELERİN
KOROZYONA MUKAVEMETİ

Kaynağın ısıl devresi ferritik çeliklerin korozyona mukavemetini bozar Bu bozma sülfürik, nitrik ve flüo-nitrik asit ortamlara klasik daldırma deneyleriyle belirlenebilir.
Yaklaşık 950oC’in üstünde bir sıcaklığa ısıtılmış ve hızla soğutulmuş ferritik çeliklerin adı geçen asit ortamlarında, öncelikle tane birleşmelerini etkileyen bir korozyona hassas oldukları görülür. Çeliğin bu taneler arası (veya kristaller arası) korozyona hassas kılan ısıl işleme, hassaslaştırma işlemi adı verilir. Tane birleşmelerini teşkil eden metalin veya bunlara hemen komşu kısımların hızla erimesi tanelerin soyulması ve metal bağlantılarının hızla çözülmesi soncu görülebilir.
Ferritik paslanmaz çelikten kaynaklı birleşmelerde bu korozyon, ergimiş metale yakın IEB’de ve daha az ölçüde olmak üzere, ergimiş metalde kendini gösterir; hasıl ettiği çözülme, birleşmenin hızla mahvına sebep olabilir.
Yaklaşık 650oC ile 900oC arasında bir ısıl işleme tabi tutularak hassaslaştırılmış metalin korozyona mukavemetini eski haline getirmek mümkündür. Metalin rejenasyonuna olanak sağlayan ısı alanı hassaslaştırma alanının altında bulunduğu kaynağın bir lokal işlemi, örneğin üfleçle ısıtma, kaynağın korozyona mukavemetini ıslah eder. Ostenitik çeliklerde olduğu gibi hassaslaştırma sıcaklığı rejenarasyon sıcaklığının altında olsaydı lokal işlem sadece hassaslaştırılmış bölgeyi kaydırabilirdi.
475oC’ta % 17 – 26 Cr’lu çelikler meneviş (temper) gevrekliği adı verilen bir sertleşme ve gevrekleşmeye uğrarlar. Bunun, mekanik olumsuz yanının dışında, korozyon ve özellikle HNO3’e karşı dirence azalttığı da ileri sürülmektedir.
Bu itibarla, %17 Cr’lu çeliklerin kaynaklarında uygulanan 800oC’ta ısıl işlem, kaynağın korozyona mukavemetini iade ettirebilir.
Krom oranının bu tip korozyon üzerinde fazla bir etkisi olduğu sanılmıyor. Her ne kadar karbon miktarının azalması, birleşmelerin kaynaktan brüt halde taneler arası korozyona mukavemetini ıslah ederse de bu korozyon % 0,01 karbonla daha vaki olabilir. 525 kromlu bir çeliğin hassaslaşma eğilimini yok etmek için % 0,002 karbona kadar inmek gerekir.
Ostenitik paslanmaz çeliklere göre daha ucuza mal olan ferritik çeliklerin kaynağındaki korozyon sorununun çözümü, endüstriyel değerini koruyor. Bu cümleden olmak üzere yukarıda söylendiği gibi “çok düşük karbonlu” (ELC) paslanmaz çeliklerin üretiminin yanı sıra, karbonun kromla (genellikle daha önce gördüğümüz Cr23C6 tipinde)karbür oluşturmasını önlemek amacıyla çelik, karbonla daha kolayca karbür oluşturan ve böylece de “stabilizatör eleman” adı verilen Ti, Nb+Ta gibi elementlerde alaşımlandırılır. Bu yönde Ti/C=7, Nb/C=8-10 oranı uygulanır. Ayrıca, özellikle klorlu ortamlarda delik (pitting) korozyonuna karşı direnci yükseltmek amacıyla, kuvvetli bir ferrit yapıcı alanını büyüten Mo katılır (yaklaşık %2,0)
Ferritik çeliklere, kaynak sonrası mekanik karakteristiklerin ıslahı amacıyla 150 – 220oC’lik bir ön ısıtma; gevrekliği azaltmak ve Cr karbürü çökeltmesi soncu oluşan Cr’dan yana fakirleşmeyi dengelemek ve korozyon direncini yükseltmek üzere “sekonder difüzyon tavlaması” olara 750 – 850oC’ta bir kaynak sonrası ısıl işlemi uygulanır.

OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAĞI

Krom-nikelli paslanmaz çelikler uygulamada, çeliğin diğer bir çelikle veya hadde ürünü bir paslanmaz çelikle birleştirilmesi veya paslanmaz çeliklerin tamiri halinde kaynak uygulamalarına konu olurlar. Ostenitik paslanmaz çeliklerin kaynak uygulamalarında genel olarak örtülü elektrot ile elektrik ark kaynağı, TIG ve MIG gibi elektrik ark kaynak yöntemleri yaygın bir uygulama alanına sahiptirler. Bir çözeltiye alma tavını izleyen bir hızlı soğutma işlemi ile tok ve homojen bir hale getirildikten sonra endüstride kullanılan ostenitik paslanmaz çeliklerin kaynak işleminde, genel olarak hadde ürünü ostenitik paslanmaz çeliklere uygulanan kaynak prosedürü takip edilir.
Bu tür paslanmaz çeliklerde özellikle iyi bir çözeltiye alma tavının dahi yok edemediği tane sınırı segregasyonları ile karşılaşılır ve kaynak sırasında da düşük ergime sıcaklığına sahip olan bu çökeltiler sıvı hale geçer ve kaynak sırasında oluşan kendini çekme gerilmelerinin etkisi ile de sıcak çatlak oluşumunu teşvik ederler. Bu konuda yapılan uygulamalar göstermiştir ki kaynak işlemi sırasında alınacak bazı basit önlemler yardımı ile bu sıcak çatlak tehlikesini azaltma olanağı vardır. Örneğin, hazırlanmış olan kaynak ağızları pnömatik veya normal bir çekiç ile soğuk halde dövüldüğü taktirde bu bölgedeki taneler deforme olur ve tane sınırlarındaki çökeltiler kırılarak sürekli ağları parçalanır. Kaynak sırasında ısınma sonucu bu bölge yeniden kristalleşmeye uğrar ve kaynak düzlemlerinde ve birincil tanelerin sınırlarında oluşur.
Genellikle örtülü elektrot ile elektrik ark kaynağının çok sık uygulandığı ostenitik paslanmaz çeliklerin kaynağında benzer bileşimdeki elektrotlar tercih edilir. İşlem sırasında, uygun bir kaynak sırası uygulanarak kaynak gerilmeleri asgariye indirilmeye çalışılır; kalın kesitler halinde 100 ~ 150oC’lik bir öne tav ile her pasodan sonra kaynak dikişinin çekiçlenmesi de kaynak gerilmelerinin azaltılmasında uygulanan klasik bir yönetimdir. Pek çok uygulamadaki benzer bileşimdeki elektrot ile bir tampon tabaka uygulaması sonuçların başarısını arttırmaktadır.
Her pasodan hemen sonra, karbür çökelmesini ve bunu takiben ortaya çıkan taneler arası korozyonu önlemek için, kaynaklı bölgenin hızlı bir biçimde soğutulması sadece %0,06’dan fazla karbon içeren çeliklere uygulanan bir yöntemdir. Paslanmaz çelik döküm parçaların döküm hatalarının kaynakla giderilmesi halinde işlem sonrası çözeltiye alma tavı ve ani soğutma, normal olarak ostenitik paslanmaz çelik döküm parçalara uygulanan ısıl işlem bu tamirat sonrası da tekrarlanmalıdır.
Krom-nikelli ostenitik çelikler kaynakta sıcak çatlak teşekkülüne meyillidirler. Eğer kaynak yapılan metalde kritik miktarda fosfor, kükürt, silisyum ve niyobyum mevcut ise, katılaşma sırasında bunlar dentritler arasında segregasyon teşkil edecek olan düşük erime noktasına sahip alaşımlar meydana getirirler. Bu husus, bu tip çeliklerdeki büyük kendini çekme tesiri ile birlikte, katılaşmanın son safhasında kolaylıkla taneler arası çatlaklar (sıcak çatlaklar) oluşur.
Eriyen metalde bir miktar d - ferritin mevcudiyeti sıcak çatlamaya olan meyili azaltır. Diğer taraftan d - ferrit korozyon mukavemetini düşürür. Fakat d - ferritin az miktarda bulunduğu hallerde, korozyon mukavemeti yeter derece iyidir. d - ferrit teşekkül ettiği zaman, toplam tane sınırları alanı o kadar büyür ki, düşük erime sıcaklığına sahip alaşımların tehlikeli konsantrasyonu segregasyon sırasında görülmez.
Yapı, ferrit teşkil eden elemanların miktarlarına benzer tarzda, ostenit teşkil eden elemanların miktarına da bağlıdır. Değişik elemanların tesirleri de değişiktir. Schaeffler Diyagramında ferrit teşkil eden elemanların tesiri krom eşdeğeri ile belirtilmiştir. Bu da, çelikteki ferrit yapıcı elemanların toplamının yaptığı tesire eşit tesir hasıl edebilecek krom miktarı şeklinde tarif edilir. Ostenit yapıcı elemanlar ise, benzer tarzda nikel eşdeğeri ile belirtilmiştir. Nikel eşdeğeri diyagramın ordinatına ve krom eşdeğeri de apsisine taşınmıştır. Kaynak metalinin kimyasal analizi bilinirse, buradan krom ve nikel eşdeğerleri hesaplanabilir ve sonradan Schaeffler Diyagramından muhtemel iç yapı belirtilebilir.
Doldurulan metal daima bir dereceye kadar esas metal ile karıştığından, erimiş metal yalnız elektrotla belirtilemez. Esas metalin ve kullanılan elektrot için yığılan metalin kimyasal analizleri bilinirse, bunların kaynak esnasındaki karışımlarının terkibi yaklaşık olarak tespit edilebilir ve buradan da Schaeffer Diyagramı yardımıyla kaynak metalinin iç yapısı hakkında bir tahmin yapılabilir. Misal: Krom eşdeğeri 5 ve Nikel eşdeğeri 9 olan (A) esas metali, yığılan kaynak metali krom eşdeğeri 24 ve nikel eşdeğeri 13,5 olan bir elektrot ile kaynak yapılacaktır. Şekil 59’daki Schaeffer Diyagramı üzerinde esas metal (X) ve elektrot da (Y) ile gösterilmiştir. Bu iki nokta arasını birleştiren çizgi 10 eşit parçaya bölünmüştür. Çizgi üzerindeki rakamlar, esas metalin eriyen metal içerisindeki yüzde nispetini verir.




Sekil 59
Bu diyagram tetkik edilirse, esas metalin eriyen metal içerisindeki nispeti %38’den az olduğu zaman, kaynak metalinde martenzit meydana gelmeyecektir. Eğer eriyen metal %38’den daha fazla esas metal ihtiva ederse, kaynak metali martenzit ve ostenit karışımından müteşekkil olur. Bu halde d - ferrit ancak, eriyen metalde, esas metalin nispeti %30’dan az bulunduğu zaman görülebilecektir.
Paslanmaz çeliklerin âdi yumuşak çeliklerle kaynak edilmesi nadir bir olay değildir. Bu gibi hallerde yüksek alaşımlı elektrotlar kullanılmazsa, martenzitik bir yapının meydana gelmesi mümkündür. Ostenitik çeliklerin yumuşak çeliklere kaynağında %25 krom ve %20 nikel ihtiva eden yüksek alaşımlı elektrotların kullanılması icap eder. Bu elektrotlarla önce kaynak ağızları kaynak edilir ve sonra ağız normal 18/8 tipi elektrotlarla doldurulur.
Krom-nikelli ostenitik çeliklerin kaynağında ayrıca bir ön tavlamaya ihtiyaç yoktur ve düşük ısı miktarı kullanılır. Eğer bir gerilme giderme ısıl işlemine ihtiyaç varsa, malzemenin iyi ısı mukavemeti dolayısıyla, yumuşak çeliklere nazaran daha yüksek sıcaklıklarda yapılmalıdır. Gerilme giderme tavlaması 800 ilâ 925 oC’ye kadar çıkarılabilir. Fakat bu, karbür çökelme tehlikesi olan çelikler için kullanılamaz.


Ostenitik krom-nitelli paslanmaz çelikler sıcak çatlamaya karşı duyarlıdırlar. Bu durum özellikle örtülü elektrotla yapılan elektrik ark kaynağında kendini gösterir. Bu durumda alınması gereken önlemler ve dikkat edilmesi gereken konuları şöyle sıralayabiliriz.
En küçük elektrot çapı seçilmeli,
En düşük akım şiddeti kullanılmalı,
Elektroda zig zag hareketi verilmemeli ve pasolar ince çekilmeli,
Çok pasolu kaynaklarda her paso çekildikten sonra parça oda sıcaklığına kadar soğutulmalı ve ikinci paso sonra çekilmelidir. Soğuma olanaklar ölçüsünde hızlı bir şekilde gerçekleştirilmelidir.
Kaynağın bitimindeki krater mutlaka doldurulmalı, kaynak sırasında çatlak saptanırsa taşlanarak yok edilmeli ve sonra kaynatılmalıdır.

OSTANİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAK KABİLİYETİ
Dokuları nedeniyle ostenitik çeliklerin kaynakları, martenzitik çeliklerde karşılaşılan çatlama tipine hassas değildir. Ostenitik çelik kaynakları bazı hallerde, aşağıdaki iki belirtici özelliği olan çatlama şekline hassas olurlar.
Çatlama, çok yüksek sıcaklıklarda, muhtemelen 1200oC’nin üstünde, soğuma sırasında vaki olur. Bu sıcaklık alanında metalin yapısı iyice bilinmediğinden bu tip çatlamanın etüdü hayli güç olmaktadır.
Çatlaklar dendritler arasında olur, yani soğuma dokusunun kristal sınır birleşmelerini takip ederler.
Genel olarak, tam soğumadan sonra tamamen ostenitik olan kaynakların, çatlamaya en hassaları oldukça müşahede odilir. Bütün öbür koşullar aynı kalmak kaydıyla ergimiş metalin yüksek sıcaklıkta çatlamaya hassasiyeti ferritik eğilimi arttıkça, yok olana kadar azalır. Belirli bir tespit şekliyle soğumadan sonra ergimiş metalde öyle bir ferrit oranı vardır ki bu oranın üstünde metal artık çatlamaya hassas değildir. Bu husus deneysel olarak gözlenir.
Bu bağışıklığı elde etmek için gerekli ferrit oranı, tespit koşulları, alaşım elementlerinin cins ve miktarı, metalde mevcut ilave ve saflığı bozan maddelere bağlıdır. Keza kaynak ısısından etkilenmiş bölge de yüksek sıcaklıkta çatlamaya hassas olabilir. Yine ana metale yeterli bir ferritik eğilim vererek bu çatlamayı önlemek mümkündür.
Doğal olarak çatlamanın temel nedeni çekme gerilmelerinin varlığında aranır. Aynı çekme gerilmesi koşulları altında metalürjik nedenler bazı paslanmaz çelikleri diğerlerinden çatlamaya daha hassas kılarlar.
Bu çatlama tipinin belirtici karakteri itibariyle onun nedeni, çok yüksek sıcaklıkta hasıl olan fiziko-şimik olaylarda aranır. Gerçekten öne sürülen bütün izah tarzları, yüksek sıcaklıkta çatlamayı katılaşmada ayrılıp toplanma (segregasyon)olaylarına bağlamaktadır. Bu ayrılmanın sonucunda katılaşma ilerleyip çekme gerilmeleri arttıkça geri kalan sıvı baz elementlerden yana zenginleşiyor. Alaşım ve ilave elementler bakımından deney, aşağıdaki sonuçlara götürmüştür.
Artan zararlılık sırasına göre zikredilmiş nikel, tantal, silisyum ve titanyum çatlamaya eğilimini artırır. Bakının etkisi tartışma konusudur. Karbonunki bazı çeliklerde olumsuz, bazılarında da yararlıdır.
Krom, tungsten, manganez, molibden ve azot çatlama eğilimini azaltır.
İlave elementlerle saflığı bozanlar arasında zirkonyum, bor, kükürt ve fosfor çatlama eğilimini arttırırlar; oksijen de bu kategoriye girer.
Bazı araştırıcılar, bazı element segregasyonunun katılaşma sonunda, düşük ergime noktalı dendtritler arası bir sıvı film hasıl ettiğini, bu filmin, bir yandan çekme zorlamaları kendini hissettirirken, dokuyu bağlantı kabiliyetinden yoksun bıraktığını ileri sürüyorlar. Bazılarına göre de katı halde katılaşma dokusunun bir gevrekleşmesi hasıl olmaktadır. Çatlama yine segregasyon nedeniyle vaki olmakta fakat bu segregasyon yüksek sıcaklıkta tane sınırlarının mekanik mukavemetini, tane göbeğinikine nazaran azalatmaktadır.
Isıdan etkilenmiş bölgelerin çatlama sebepleri de, alt tabaka dokusunun kristal birleşmelerinin alaşım elementlerinden veya saflığı bozan elementlerden yana zenginleşmesine bağlanıyor. Bu elementler katılaşma noktasını yerel olarak düşürüp dokuyu gevrekleştiriyor.
Ostenitik çeliklerde çatlama yüksek sıcaklıkta vaki olduğundan kaynakların ön ısıtmasının pratik bir yararı olmaz, zira normal ön ısıtma sıcaklıkları soğuma hızını ve çatlamanın hasıl olduğu sıcaklıkta çekme zorlamalarının şiddetini çok az değiştirir.
Genel olarak, çatlama mukavemeti üzerinde olumsuz rol oynayan ilave elementlerle saflığı bozan elementler ostenite nazaran ferrit içinde daha çok erirler. Ergimiş metal içinde dendtritler arası pozisyonda önemli nispette ferrit bulunduğunda, zikredilen zararlı elementler bununla eriyik haline girer ve böylece düşük katılaşma noktalı veya gevrekleştirici film teşekkülü önlenmiş olur. Ayrıcı, yüksek sıcaklıkta ferritin şekil değiştirmeye mukavemeti ostenitinkinden çok düşüktür. Yeterli miktarda ferrit bulunuyorsa çekme gerilmelerinin giderilmesi daha çabuk olur.
Yüksek sıcaklıkta çatlamaya dayanmaya yeterli ferritik eğilim elde etmek için kaynak metalinin bileşimini ayar etmek gerekir. Bu önlem birçok ostenitik çeliklerde uygulanır, fakat ferritik eğilimi hiç bulunmayan tiplere tatbik edilmez. Bunun için alınacak önlemler arasında şunlar sayılabilir.
İçinde olumsuz etkisi bilinen ilave element bulunmayan yeterli derecede saf kaynak metali kullanmak. Vakumda ergitme, çok saf malzeme kullanma genel olarak durumu düzeltir. Muhtemelen böylece kükürt, fosfor ve oksijen oranları düşer.
Ostenitik çeliklerin, yüksek sıcaklıkta korozyona mukavemetlerini artırmak için çoğu zaman %1’den fazla silisyum bulunur. Ergimiş metalin kendisinden %1’den fazla silisyum bulunursa çatlamayı önlemek çok zor olur. Keza karbon miktarının silisyumunkine oranı 0,5 civarında olursa, bu çeliklerin yüksek sıcaklıkta süneklik ve çatlamaya mukavemetleri azami olur, bu oran düşecek olursa çatlama eğilimi hızla artar.
Ve ayrıca bu çeliklerin kaynağı için yüksek oranda manganez ihtiva eden kaynak metali kullanılır. Bütün paslanmaz çelik tiplerinin tamamen ostenitik kaynaklarının %7 ~ 10 manganez içermeleri halinde yüksek sıcaklıkta çatlamaya daha iyi dayandıklarını deneyler göstermiştir. Bu mukavemet artışının mekanizması pek iyi bilinmemektedir.








PASLANMAZ ÇELİKLERİN DÖVÜLMESİ VE ISIL İŞLEMLERİ

Paslanmaz çelikler oldukça kalabalık bir türe sahiptir. Fakat genel sınıflandırma
haricinde ısıl işleme hassasiyetleri bakımından başlıca dört grupta toplanırlar.
Kromlu “MARTENZİTİK”paslanmaz çelikler
Yüksek karbonlu
Alçak karbonlu
Demirler sınıfına giren “FERRİTİK”paslanmaz çelikler
Nikel-Kromlu “OSTENİTİK paslanmaz çelikler
Nikelce zengin “OSTENİTİK”paslanmaz çelikler.

Yüksek Karbonlu “MARTENZİTİK” Paslanmaz Çelikler: Bu çelikler karbon muhtevasından dolayı ısıl işlemle sertleşmeye gayet müsaittir. Yumuşatma yapılabilir ve dövülebilir. Yalnız dövülmeleri, sıcaklığa mukavemetleri yüzünden orta karbonlu çelikler kadar kolay değildir. Zira dövme sırasında şekillenme kabiliyetleri azalır. Bu sebeple paslanmaz çelikler hangi gruptan olursa olsun, dövmeden önce 800oC civarında (sıcaklık parçanın merkezine nüfuz edinceye kadar) tavlanır ki bu zaman karbonlu çeliklerin ısıtılma zamanından fazladır.
Komplike parçalar işlem durumuna göre birkaç ön ısıtma gerektirir. Dövme sıcaklık aralıkları oldukça dardır. Ayrıca iç ve dış çatlaklıklardan kaçınmak için dövmeden sonra soğutma tedrici ve üniform olmalıdır. Bu çeliklerin, çok az karbonlu olanları hariç, diğerleri havada soğutmakla sertleşebilirler. Bu sebepten havada soğutarak dövülmeleri onları sert yapar. Bu şartlar altında dövme yapmak doğru değildir. Dövmenin daima çabuk ve hızlı darbelerle 900 – 1150oC arasında yapılmasına dikkate etmeli ve 850oC altında asla devam etmemelidir. Zira çeliğin bu sıcaklık altında sıcak işlem görmesi aşırı iç gerilmeler meydana getirir.
Tablo-1’de en çok kullanılan kromlu paslanmaz çeliklerin analizleri ve ısıl işlem dereceleri verilmiştir. Bu tabloda görüldüğü gibi bazı çelikler diğerlerinden daha fazla C ihtiva etmektedir. Yüksek karbonlu çelikler, dövme için daha yüksek bir derecede tavlanmayı gerektirirler. Fakat çok yüksek bir dövme sıcaklığı tane irileşmesi ve sertleştirmede güçlük meydana getirir.
Bu çeliklerden işlenebilme özellikleri istenildiği zaman, işlenebilme özelliğinin tamamen iadesi için tam temperlenir. Daha kolay işlenebilme için tam yumuşatma şart değildir.
Yüksek karbonlu çelikler, sertleştirme işleminden sonra değişik sıcaklıklarda temperlenirse oldukça değişik özellikler elde edilir. Şekil-1 bu neticeler hakkında fikir vermektedir.
Eğer bu çeliklere su verilir, sonra da 450 – 650oC arasında temperlenirse (temperleme sıcaklığı yükseldikçe) korozyona mukavemet azalır. Sadece Cr’lu çelikler 500oC civarında ön ısıtma sebebiyle astar şeklinde korozyona uğrayabilir. Bu durum 750oC tavlama ile giderilir.
Alçak Karbonlu “MARTENZİTİK” Paslanmaz Çelikler: %0,1, %11,5-14 Cr ihtiva ederler. Isıl işlemle sertleştirilebilir. Sertleştirme sıcaklığı 950-1000oC arasında, temperleme sıcaklığı ise 300 – 750oC arasındadır. Sıcaklık yükseldikçe korozyona mukavemet azalır (tane sınırlarında krom azalması). Bu çelikler otomobillerde ve kapı tutamaklarında, atmosferik korozyona maruz mukavemet istenen yerlerde kullanılır. Bu gruba giren diğer çelik terkipleri ve ısıl işlem değerleri Tablo-1’de verilmiştir.
Demirler Sınıfına Giren “FERRİTİK” Paslanmaz Çelikler: Çok az karbon ihtiva ettikleri
için oldukça yumuşaktırlar. Az karbon (%0,1) ve fazla Cr (%17-28) ihtiva etmeleri sebebiyle sertleştirilemezler (ince taneli yapılamazlar)
1000oC üzerinde özüne kadar ısıtma ile tane büyümesi abartılı şekilde olduğu için çok kırılgan bir yapı hasıl olur. Hatta 350 – 600oC arasındaki temperlemede yüksek Cr muhteviyatından dolayı kırılganlık tesiri olur. Kırılganlığa mani olmak için kritik noktadan çabucak soğutulmalıdır. Bu çeliklerin yumuşatma sıcaklığı 750 – 900oC arasıdır.
Dövme hafif darbelerle başlayıp tedricen düşen bir sıcaklık takip edilmelidir. Yüksek sıcaklıkta dövmemeye dikkat etmeli, ayrıca 900oC’nin altında da dövme yapılmamalıdır. Aşırı ısıtmadan ne pahasına olursa olsun kaçınılmalıdır, zira aşırı ısıtma hem dayanıklılıkla sünekliğin azalmasına, hem de tane büyümesine sebep olur.
En iyi yapı şartları dövme işleminin alt limit sıcaklıkta bitirilmesiyle elde edilir.
Dövmeden mütevellit gerilmelerin kaldırılması: 750 – 800oC’ye kadar tavlayıp havada soğutulma ile olur. Tablo-2 bu gruba giren esas çelikleri ve dövme sıcaklıklarını göstermektedir. Dikkatle ön ısıtma ve dövmeyi müteakip, dikkatle soğutmayı icap ettirler.
Bu çelikler, korozyona mukavemetle beraber dövülebilme kabiliyeti ve oldukça fazla süneklik, istenen gayeler için özel olarak hazırlanır.
Nikel-Kromlu “OSTENİTİK” Paslanmaz Çelikler: Paslanmaz çeliklerin en popüler grubudur. Fe-Ni-Cr alaşımıdır. %18-20 Cr, %8 – 10 Ni ihtiva derler. %17 – 18 Cr, %7 – 8 Ni, %0,10 – 0,12 C terkibindeki çelik en çok tercih edilen cinstir. Bu çelikler, ısıl işlemle sertleştirilemezler. Ancak soğuk çekme, soğuk haddeleme gibi işlemler malzemede sertlik ve şiddetli gerilmeler hasıl eder. Bu sebeple her soğuk işlem arasında mutlaka yumuşatma gereklidir.
Yumuşatma: 1000 – 1100oC civarında özüne kadar ısıtıp suya batırmak suretiyle yumuşatma yapılabilir.
Bu işlemden dolayı oksitleme (tufal teşekkülü)olur. Tufal giderme işlemini hareketli suda yıkama ve izleri gidermek için asitleme takip eder.
Tufal giderme ve asitle temizleme işleminde eşit miktarlarda hidroklorik asit ve toplam hacmin %5 nitrik asit ve %2 inhibitor eriyiği kullanılır. İnhibitor, asitin menfi tesirine mani olucu bir özellik taşır. İnhibitor piyasada Ferrocleanol II olarak bilinir.
Bu eriyik, parçalar daldırılmadan evvel 50 - 60 oC arasında ısıtılmalı, zaman zaman karışım yenilenmelidir. Daldırma neticesinde gevşeme, çözülme olur. Fakat tufal, tamamen atılmaz. Bunun için işler kafi bir zaman sonra çıkarılmalı ve yüzeye bulunan kabarmış durumdaki tufalı gidermek için yıkamalı veya silinmelidir. Eğer bir miktar tufal kuvvetle yapışmışsa işler bir müddet daha banyoda bekletilir.
Yüksek kromlu hararete mukavim ostenitik paslanmaz çelikler genellikle ısıl işleme müsait değildirler.
Dövülebilme Kabiliyeti: Bu çelikleri istenilen şekil ve boyuta getirmek, orta karbonlu çeliklere nispetle daha zordur. Dövme için 820 oC’ye kadar dikkatle ısıtılmalıdır. Tablo-3’deki son iki çelik belli bir zaman için ilk sıcaklığını muhafaza etmelidir. İstisnasız olarak bütün bu çeliklerin dövülmesi 900 oC altında asla devam etmemelidir. Zira bu derece altında yalnız sertleşmekle kalmayacak, aşırı kırılganlık kazanacaktır.
Tablo-3’de tipik ostenitik çeliklerin dövme sıcaklıkları verilmiştir. Bu çeliklerin taneler arası korozyona meyilli olduğu unutulmamalıdır.
Bilhassa kaynak sırasında taneler arasındaki korozyondan dolayı “kaynak çürüklüğü” yapan çatlama gerilimleri hasıl olur. Şurası muhakkaktır ki iri taneli ostenitik çelikler ince tanelilere nispetle daha çok taneler arası korozyona müsaittir. Yüksek tavlama sıcaklığı icap ettiren yüksek C’lu çelikler aşırı tane irileşmesine sebep olurlar. Bunlardan kaçınılmalıdır.
18/8 Çeliklerinin taneler arası korozyona olan temayülünü gerekli karbonun 4 – 6 misli Titanyum veya 2,5 misli Kolumbium (daha tesirli) ilavesiyle azaltmak mümkündür.
Molibden korozyonun “çukurlaşma” tipine mukavemet sağlar ve yüksek sıcaklıklarda mukavemeti arttırır. Böylece çeliklerde Ni % 8 – 14’e yükselir. %16 Cr, %13 Ni, %13 Mo iyi bir terkiptir. Bakır, tuz eriyiklerine karşı mukavemeti arttırır.
Manganez %2’ye kadar katılırsa kaynak kabiliyetin artırır. Demir – Mangan alaşımları Demir - Nikel alaşımlarına benzer. Yalnız, %1 Mn’ın tesiri %2,5 Nikel’e eş değer durumdadır.
Al ilavesi, kromlu yatak alaşımlarının oksidasyona mukavemetini arttırır. Paslanmaz çeliklerin çoğu bilhassa ostenitik çeliklerin, sıcaklığa mukavim özellikler tanır ve bu gayeye göre hazırlanır. Bunların çoğu ısıl işleme müsait değildirler. Yalnız müsait olan gruptan %12 Cr, %0.1 C, %0.5 Mn, %0.2 Si ihtiva eden cins 970 - 1000 oC de havada sertleşirler. Yine
%17Cr, %0.1C, %0.7 Mn, %0.3 Si’lu alaşım 980 oC üzerinde ısıtılır, havada bırakılırsa kısmen sertleşebilir.
% 27 Cr, %0.15C, %0.7 Mn, %0.3 Si’lu alaşıma ısıl işlem tatbik edilemez. Fakat 420 – 550 oC’de uzunca bir zaman tutulursa arzu edilmeyen bir kırılganlık kazanır. Diğer taraftan kısmen ısıl işlem tatbik edilebilen 3 tip sıcağı mukavim ostenitik çelik vardır.
%20 Cr, %25 Ni, %0.25 C, %0.5 Mn, %2.5 Si ihtiva eden çelik 1100 - 1150 oC arasında dövülmeli ve bu derecede yumuşatılabilir. Fakat ısıl işlemle sertleştirilemezler. Yumuşatma sıcaklığına eriştikten sonra fazla bekletilmeden yağda veya serbest havada soğutmadır. Bu çelikler 1150 oC’ye kadar sıcaklıktaki yerlerde (fırın aksamı) kullanılır.
%25 Cr, %12 Ni, %0.2 C, %0.75 Si, %1 Mn ihtiva eden çelik dövmeden önce 840 - 870 oC’de ön ısıtmaya tabi tutulmalı, 1100 – 1230 oC’de dövme yapılmalı, 980 oC’nin altında asla dövmeye devam etmemelidir. Bu çeliğin yumuşatılması 1100 - 1150 oC’ye kadar ısıtıp, fırında soğutmakla olur. Bu çelik brülör ile fırın parçaları yapımında kullanılır.
% 25 Cr, %20 Ni, %0.25C, %1.1 Si, %0.6 Mn ihtiva eden çelikler, dövme için 920 - 980 oC’ye kadar ön ısıtmaya tabi tutulmalı, 1120 - 1200 oC arasında dövme yapılmalıdır.
Yumuşatma: 1100-1150 oC kadar ısıtıp fırında soğutmakla olur. Fırın parçaları, imbik ve 1100 oC’ye dayanacak yerlerde kullanılır.
4- Nikelce Zengin “OSTENİTİK”Paslanmaz Çelikler: Ni-Cr-Fe alaşımlarıdır. “Kromel” olarak da tanınırlar. Umumiyetle yüksek sıcaklığı maruz yerlerde, fırın elektrik rezistansı (direnç elemanı) olarak kullanılır. Tel şeklindeki direnç alaşımı %80 Ni, %10 Cr, alaşım elemanları ihtiva eder. %60 Ni, %16 Cr, %24 Fe terkibindeki alaşım daha alçak sıcaklıklarda (950 oC’a kadar)kullanılır. %80 Ni, %14 Cr, %5 Fe (İnconel alaşımı) tanınmış bir alaşımdır. % 30 – 50 Cr, %30’dan az Ni’li alaşımlar umumiyetle Fe – Cr fazının teşkilinden meydana gelen kırılganlık sebebiyle kullanılmaz.
Alüminyum ilavesiyle hazırlanmış ALUMEL alaşımı CROMEL’le beraber termokupl olarak kullanılır. %95 Ni, %5 Al, Si, Mn terkibindedir. Al>Si ve Mn.
PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAK SONRASI YAPILARI


GİRİŞ:
Çeliklerin kaynak işlemi ile birleştirilmelerinde amaç kaynak sonrası hatasız bir dikiş elde etmektir. Bu hatalar kaynak dikişindeki gözenekler olabileceği gibi kaynak sonrası sertleşme çatlakları şeklinde de olabilir. Çeliklerin kaynak edilebilirlikleri öncelikle içyapıya bağlı olarak değişmektedir. Kaynağa uygunluk, alaşımsız çeliklerde C oranı £ %0,22 ile sınırlanırken, az alaşımlı çeliklerde karbon eşdeğerliği (CEV), ince taneli yapı çeliklerinde yol enerjisi ve yüksek alaşımlı çeliklerde ise Schaeffler Diyagramı ile belirlenmektedir.
Paslanmaz çeliklerde kaynak sonrası oluşacak yapıların tahmininde kullanılan Schaeffler diyagramı yanında teknolojik ilerlemelere paralel olarak yeni diyagramlar da geliştirilmiştir.

PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAĞINDA KULLANILAN DİYAGRAMLAR
Paslanmaz çeliklerde kaynak sonrası oluşabilecek içyapıların tespiti için 4 ayrı
diyagram geliştirmiştir. Kaynak işlemi ile birleştirilen parçaların kimyasal bileşimlerinin bilinmesi durumunda, kaynak dikişindeki ferrit oranını ya da ferrit numarasını hesaplamada bu dört diyagramdan yararlanılmaktadır. Son 20 yıl boyunca, mikroyapı tahmini diyagramlarının ikisi (Schaeffler ve De Long) geniş uygulama alanı bulmuştur [1], [2].
Katılaşma esnasında ilk katılaşan deltaferrit, sıcak çatlakları önlemektir.
Deltaferrit oranını öncelikle krom ve nikel oranları belirler. Diğer alaşım elementleri de ilk katılaşma süreci boyunca etkilidir. Bu nedenle Krom eşdeğeri ve nikel eşdeğeri tanımları yapılır. Krom eşdeğeri ve nikel eşdeğeri malzemenin iç yapısında bulunan alaşım elementlerine göre belirlenmiş formüllerdir ve ostenit ve ferrit yapıcı elementlerin etkinliklerine göre belirlenen katsayılarla birlikte alaşım elementlerinin kimyasal bileşimdeki oranları da bu formüllerde yer almaktadır. [3],
Ferrit ölçümü için metalografik veya manyetik yönetme kullanılmaktadır.Paslanmaz
çelik kaynak metalinde tam olarak ne kadar ferrit bulunduğunu saptamak zordur. Bu nedenle ferrit ölçümünde ferrit numaralarının kullanımı daha uygundur [4].




1.1 Schaeffler Diyagramı
Yüksek alaşımlı çeliklerin birbirleriyle ve hatta alaşımsız çeliklere olan kaynak
bağlantılarında çatlaksız kaynak dikişlerinin sağlanmasında 1949 yılında yayınından bu yana Schaeffler Diyagramı kullanılmaktadır. Schaeffler diyagramı faz bölgeleri ve izoferrit çizgilerinden oluşmaktadır [1].

Schaeffler Diyagramında Krom ve Nikel Eşdeğerleri

Creş= 1x (%Cr) +1x (%Mo) + 1,5x (%Si) + 0,5x (%Nb) (1)
Creş= 1x (%Ni) +1x (%C) + 1,5x (%Mn) + 0,5x (%N) (2)

Schaeffler diyagramı yardımıyla kaynak dikişinde kızıl çatlak, martensit ve sigma fazı
tehlikesi olup olmadığı kontrol edilir. Sigma fazı çok yavaş soğuma hızlarında gözlenir. Martensit (sertleşme) çatlakları ve kızgın (sıcak) çatlaklar daha tehlikeli olarak değerlendirilmelidir [1].
Shaeffler diyagramı, hala farklı metal tabakalarının ferrit içeriğini belirlemede geniş olarak kullanılmaktadır. Temel malzeme ile dolgu metallerinin krom ve nikel eşdeğerleri arasındaki bağlantı çizilir ve kaynağı uygun olacak bölgeye gelecek şekilde oranlandırma yapılır. Bu kaynağın mekanik ve fiziksel özelliklerinin tahmin edilmesi için önemli bir araçtır [1].

1.2 De Long Diyagramı
Schaeffler Diyagramının zaafı denge diyagramı olmasında gizlidir. Denge diyagramı özelliği, ısınma ve soğumaların sonsuz yavaş bir tempoda olmasını gerektirir. Uygulamada karşılaşın soğuma hızlarının çok farklı olması ve hiçbir zaman denge durumuna uymaması nedeniyle Schaeffler diyagramının yayınından hemen sonra da diyagramı tamamlamaya çalışan uğraşlar başlatılmış ve ilk önce, ostenit dokuyla birlikte bulunan ferrit oranının hassas olarak nasıl ölçüleceği tartışılmıştır. Krom-nikel çeliklerinin kaynak dikişinde ferrit bulunmasının önemi, ferritik dokuda kükürdün daha yüksek oranda çözünebilmesi ve kaynak dikişinin kızıl çatlak tehlikesini bertaraf edebilmesindedir. Bu yüzden kaynak dikişinde biraz ferrit bulunması tercih nedeni olmaktadır [1].
Bu yöndeki çalışmaların sonucu De Long Diyagramında görülmektedir. Burada ferrit oranı yerine ferrit numarası (FN) kullanılarak, ferrit miktarının daha kolay ifade edileceği düşünülmektedir [6].
Ferrit miktarını belirlemede kullanılan manyetik yöntemlerde ferrit bileşiminin tamamlanması ferrit numarası ile yapılmaktadır. Kaynak metalinde ve yapıda bulunan ferrit miktarının zararlı ya da zararsız olduğunu mutlak olarak veren deneysel yöntemler mevcut değildi. Bu durumda yardımcı metotlar geliştirilmiş ve kullanılmıştır. Ferrit numarası, ISO 8249 ve AWS A4.2-74’de belirlenen prosedüre göre kaynak metalinin ferrit içeriğinden tanımlanmaktadır. Kaynak metalinin ferrit numarasının tespit edilmesindeki temel, ferromanyetik ve ferromanyetik olmayan fazların manyetiklik özelliklerinin kullanımıdır. Kaynak metalinde ferrit ve martenzit manyetiktir, ostenit, karbürler, sigma fazı ve diğer fazlar ise manyetik değildir [7], [8].
De Long Diyagramı sadece Schaeffler Diyagramının belli bir bölgesinde, yani yaygın kullanılan 18/10 tipi krom-nikel çeliklerinin bulunduğu bölgede geçerli olmakta ve kullanılan bu tür çeliklerin de %90’ını kapsamaktadır [1].
De Long Diyagramındaki ölcülerle hesaplanan ferrit oranlarındaki sapmalar, ferrit oranı yükseldikçe artar. De Long Diyagramı için krom ve nikel eşdeğerleri Schaeffler diyagramı için öngörülen formüllerle hesaplanır. De Long diyagramı Schaeffler diyagramına göre daha sınırlı içerik aralığı ile kaynak sonrası için yapılan içyapı tahminlerinin doğruluğunu artırmaktadır. Diyagram 18 FN’na kadardır. Sınırlanın aralık tüm ostenitik paslanmaz çelik kaynak metallerini kapsamaktadır [2].

1.3 Espy Diyagramı
Espy Diyagramında kaynak dikişinin ferrit oranları % olarak verilir. Amerikan paslanmaz çeliklerinde 200 serisi için ve Avrupa çeliklerinde azot içeren Cr/Ni paslanmaz çelikleri için uygundur. Uygulanan çeliklerde, mangan oranları £ %15 ve azot oranları £ %0,35 olmalıdır [6].
Azot alaşımlı krom-nikel çeliklerinin kaynağında Amerikan Kaynak Derneğinin (AWS) teknik şartnamesine göre Espy Diyagramı önerilmektedir [1].
Espy’nin 1982 yılında yayınladığı ve Cr/Ni çeliklerinde ferrit oranlarını bulmaya yarayan diyagramın öncelikle azot içeren çeliklere uygulanması ön görülmüştür [3].


Espy Diyagramı için krom ve nikel eşdeğerleri

Creş= 1x (%Cr) +1x (%Mo) + 1,5x (%Si) + 0,5x (%Nb) + 5x (%V) + 3x (%Al) (3)
Nikel eşdeğeri
N:³%0,00 - £ %0,20 için (Espy1):
Nieş= 1x (%Ni) +30x (%C) + 0,87x (%Mn) + 0,33x (%Cu) + 30x (%N-0,045) (4)

N:>%0,20 - £ % 0,25 için (Espy2):
Nieş= 1x (%Ni) +30x (%C) + 0,87x (%Mn) + 0,33x (%Cu) + 22x (%N-0,045) (5)

N:>%0,25 - £ % 0,35 için (Espy3):
Nieş= 1x (%Ni) +30x (%C) + 0,87x (%Mn) + 0,33x (%Cu) + 20x (%N-0,045) (6)

Espy Diyagramı, mangan oranı yanında bakır oranlarını ve etkisi büyük olan azotu üç ayrı aralıkta detaylı bir şekilde hesaba kattığı için daha kesinleştirilmiş bir Schaeffler Diyagramı sayılabilir [1].

1.4. WRC Diyagramı
De Long Diyagramında hesaplanan ve sonra analitik olarak ölçülen ferrit numaralarının birbirlerinden çok farklı çıkması, yeni ve daha hassas arayışlara sebep olmuş ve sonunda American Welding society (AWS) tarafından geliştirilen ve bundan sonra kullanılması önerilen WRC-1992 Diyagramına ve buna uygun ölçü yöntemine gelinmiştir. (WRC:Welding Research Council) [9].
Bu diyagram De Long diyagramından daha geniş kapsamlıyken Schaeffler diyagramından daha dar içerik aralıklarını sahiptir. Çünkü Schaeffler Diyagramı, tüm ticari alaşımların içerik aralığı üzerine kurulmuştur. Schaeffler Diyagramında krom eşdeğeri 0 ile 32 arasında bulun. WRC Diyagramında ise krom eşdeğeri 17 ile 31 arasında ve nikel eşdeğeri de 9 ile 18 arasında sınırlanmıştır [2].
Ferrit Numarası (FN) kavramı WRC tarafından resmen kabul görmüş ve kalibrasyonu onaylanmış cihazlarda ölçülmüş olması koşuluyla kullanımına izin verilmiştir. WRC Diyagramının oluşturulmasını da, CR/Ni çeliklerinin kaynak dikişinde ostenitin yanında ferritin bulunmasının yararlı olduğu esas alınmıştır [1].

WRC 1988 diyagramı farklı metal bağlantıları ve Cu içeren paslanmaz çelikler daha doğru FN tahmini için WRC 1992 diyagramı şeklinde yeniden düzenlenmiştir. Cu’nun nikel eşdeğerine olan etkisi doğrusal bir eşitlikle belirlenerek, Cu içeriği ile birlikte katsayı da nikel eşdeğerinin belirlenmesini sağlayan formüle eklenmiştir. WRC 1988 diyagramında CU içeriği yüksek olduğu zaman kaynak metalinin FN’nı yanlış tahmin etme olasılığı vardır [1].
Bu diyagram, konusunda en son geliştirilmiş olanıdır ve ferrit oranlarını ferrit numaraları (FN) olarak ele alır. Analiz edilen ve hesaplanan ferrit oranları birbirlerine çok yakıntır 1992 tarihli son WRC Diyagramına göre hesaplar Si ve Mn oranlarını; etkilerinin önemsiz olmasından dolayı dikkate almaz. Amerikan çeliklerinde 300 serisi ve onlara tekabül eden EN 10 088’deki Avrupa çeliklerinde ve dubleks çeliklerde uygulaması vardır. %0,2 ve üzerinde azot içeren çelikler ile %10 ve üzerinde mangan içeren çelikler için WRC diyagramı uygun değildir [1].
WRC Diyagramı için krom ve nikel eşdeğerleri:
Creş(WRC)= %Cr + %Mo+ 0,7Nb (7)
Nieş(WRC)=%Ni + 35%C+20%N+0,25%Cu (8)

Şekil 1’de dört diyagram tek bir eksen takımında gösterilmişti. Bu şekilde de görüldüğü gibi WRC ve De Long diyagramlarının ferrit numaraları çizgileri önemli farklılıklar göstermektedir. Schaeffler ve Espy diyagramları ise birbirine oldukça yıkındı.


Şekil 1. WRC, Schaeffler, De Long ve Espy diyagramlarının karşılaştırılması

EN 10088’DE VERİLEN Cr-Ni-Mo İÇEREN PASLANMAZ ÇELİKLERİ

Biçimlenebilen paslanmaz çeliklerle ilgili olarak en son çıkan standart EN 10088’dir. Mo karbür yapıcıdır ve korozyon dayanımını artırmaktadır. Cr-Ni-Mo içeren paslanmaz çelikler örnek olarak seçilmiştir.
EN 10088’de Cr-Ni-Mo içeren paslanmaz çeliklerin krom eşdeğerleri ve nikel eşdeğerler Diyagramı için Çizelge 1’de, Espy diyagramı için Çizelge 2’de, WRC diyagramı için de Çizelge 3’te verilmiştir.



Çizelge 1. EN 10088’DE Cr-Ni-Mo içeren paslanmaz çeliklerin Schaeffler Diyagramı için Krom eşdeğerleri ve nikel eşdeğerleri


ÇELİK TİPİ Krom Eşdeğeri Nikel Eşdeğeri
Malz. No Kısa Gösterim En az En çok En az En çok
1.4313 X3CrNiMo13-04 12,9 15,75 5,15 8,1
1.4401 X5CrNiMo17-12-2 19,25 22,5 11,65 19,4
1.4404 X2CrNiMo17-12-2 19,25 22,5 11,05 19,7
1.4418 X4CrNiMo16-5-1 16,55 19,55 5,8 9,9
1.4432 X2CrNiMo17-12-3 19,75 23 11,55 18,2
1.4435 X2CrNiMo18-14-3 20,25 23,5 13,55 20,2
1.4436 X3CrNiMo17-13-3 19,75 23 11,55 19,8
1.4438 X2CrNiMo18-15-4 21,25 25 14,05 22,2


Çizelge 2. EN 10088’de Cr-Ni-Mo içeren paslanmaz çeliklerin Espy Diyagramı için krom eşdeğerleri ve nikel eşdeğerleri


ÇELİK TİPİ Krom Eşdeğeri Nikel Eşdeğeri
Malz. No Kısa Gösterim En az En çok En az En çok
1.4313 X3CrNiMo13-04 12,9 15,75 4,355 5,955
1.4401 X5CrNiMo17-12-2 19,25 22,5 10,855 18,79
1.4404 X2CrNiMo17-12-2 19,25 22,5 10,255 19,9
1.4418 X4CrNiMo16-5-1 16,55 19,55 4,894 9,105
1.4432 X2CrNiMo17-12-3 19,75 23 10,755 17,59
1.4435 X2CrNiMo18-14-3 20,25 23,5 12,755 19,59
1.4436 X3CrNiMo17-13-3 19,75 23 10,755 19,19
1.4438 X2CrNiMo18-15-4 21,25 25 13,255 21,59




Çizelge 3. EN 10088’de Cr-Ni- Mo içeren paslanmaz çelikleri WRC Diyagramı için krom eşdeğerleri ve nikel eşdeğerleri


ÇELİK TİPİ Krom Eşdeğeri Nikel Eşdeğeri
Malz. No Kısa Gösterim En az En çok En az En çok
1.4313 X3CrNiMo13-04
1.4401 X5CrNiMo17-12-2 18,5 21 11,05 17,65
1.4404 X2CrNiMo17-12-2
1.4418 X4CrNiMo16-5-1
1.4432 X2CrNiMo17-12-3
1.4435 X2CrNiMo18-14-3 19,5 22 12,85 18,25
1.4436 X3CrNiMo17-13-3 19 21,5 10,85 17,95
1.4438 X2CrNiMo18-15-4

Çizelge 1,2,3’de verilen çeliklerden X3CrNiMo13-4(1.4313)ve X4CrNiMo16-5-1 (1.4418) çelikleri martesitik, diğerleri ise ostenitik çelikleridir [10].
Çizelge 1’deki Cr-Ni-Mo içeren çeliklerin kaynak sonrası yapılar Şekil 1’de Schaeffler Diyagramında, Şekil 2’de Espy Diyagramında ve Şekil 3’de de WRC Diyagramında gösterilmiştir.
En az krom ve nikel eşdeğerleri belirlenirken, alaşım elementlerinin kimyasal bileşimdeki oranı aralık olarak verilmişse; verilen aralığın alt değeri, aralık olarak verilmeyip sadece belli bir üst sınır verilmişse; C, N ve Si için en çok değerin yarısı, Mn için en çok değerin 18/10’u Mo için en çok değerin 1/6’sı alınmıştır. Minimum değerleri belirleme için kullanılan bu katsayılar, o alaşım elementi oranının aralık olarak verildiği çeliklerdeki değerlerden [alt sınır / üst sınır ] şeklinde oranlama yapılarak belirlenmiştir. Bu sayede en kötü şartlar göz önüne alınarak hesaplamalar yapılmıştır. Örneğin; 1.4113 malzeme numaralı X6CrMo17-1 çeliğin Mo aralığı %0,90 – 1,40 arasında verilirken 1.4362 malzeme numaralı X2CrNiN23-4 çeliği için Mo içeriği %0,10 – 0,60 olarak verilmiştir. Mo içeriği belirli bir üst sınırla sınırlanmış çeliklerin en az Mo içerikleri alınırken verilen en çok Mo içeriği değerlerinin 1/6’sı alınmıştır. Bu nedenle, çeliğin belirlenen bu alan için olma ihtimali oldukça yüksektir. [5].
Çizelge 1,2’den de görüldüğü gibi Schaeffler ve Espy diyagramları için hesaplanan krom eşdeğerleri aynıdır. Espy diyagramı için hesaplanan nikel eşdeğerleri, Schaeffler için hesaplanan nikel eş değerinden daha azdır.
Şekil 1’de martenzitik çelikler M, M+F, O+M+F bölgelerinde bulunmaktadır. Ostenitik çelikler kısmen kaynağı uygundurlar. Fakat sıcak çatlama tehlikesi olan bölgede de büyük ölçüde yer almaktadırlar. X2CrNiMo18-15-4 çeliğinde o-fazı oluşumu görülmektedir. XSCrNiMo17-12-2 çeliği haricindeki ostnenitik çeliklerde de II o-fazı oluşumu az da olsa görülmektedir. Ostenitik çeliklerin kaynağa uygun olmaları için, nikel eşdeğerinin en az değerine yakın olması gerekmektedir.
Espy diyagramındaki içyapı bölgeleri Schaeffler diyagramındaki bölgelere göre aşağıya kaymıştır. Şekil 2’den de görüldüğü gibi X3CrNiMo13-4 çeliği Espy diyagramında bölge olarak daralmıştır. X2CrNiMo17-12-2, X5CrNiMo17-12-2 ve X3CrNiMo17-13-3 çelikleri için ortalama değerler alındığında Schaeffler diyagramında içyapı O bölgesinde iken Espy diyagramında O+F bölgesinde yer almaktadır.
Şekil 3’te X2CrNiMo17-12-2, X5CrNiMo17-12-2 ve X3CrNiMo17-13-3 çeliklerinin WRC diyagramındaki içyapıları O, O+F, F bölgelerindedir. En çok ferrit numaralan, X2CrNiMo17-12-2 çeliği için 14FN, X5CrNiMo17-12-12 çeliği için ~ 17FN ve X3CrNiMo17-13-3 çeliği için ~ 20 FN olarak belirlenmektedir.

3- SONUÇLAR VE DEĞERLENDİRME
Paslanmaz çeliklerin kaynak sonrası içyapılarını tahmin etmede kullanılan Schaeffler diyagramı zamanla değiştirilmiştir. Ancak kullanım kolaylığı ve her malzemeye uygulanabilirliği nedeniyle hala kullanılmaktadır. Paslanmaz çeliklerin kaynak sonrası yapılarını belirlemede kullanılan diyagramlardan Schaeffler ve Espy diyagramlarında Ferrit yüzdesi esas alınırken, De Long ve WRC diyagramlarında Ferrit numarası esas alanmaktadır. Bu diyagramlarda eksenleri oluşturan krom eşdeğeri ve nikel eşdeğerinin belirlenmesindeki formüllerde alaşım elementleri ya da katsayı farklılıkları mevcuttur. Espy ve Schaeffler Diyagramları içyapı bölgelerini ayıran çizgiler bakımından birbirine oldukça yakındır. De Long ve WRC arasında ise belirgin bir fark vardır.
EN 10088’de Cr-Ni-Mo içeren çeliklerin Espy diyagramlarındaki içyapı alanları Schaeffler’e göre aşağıya kaymıştır. WRC diyagramına göre de 20FN’e kadar kaynağa uygun bölge olarak kabul edilir.


ÖZET:
Paslanmaz çeliklerin birbirleri ile ya da farklı çeliklerle kaynakla birleştirilmeleri sonrası kaynak bölgesinde oluşacak iç yapıları belirlemede kullanılan Schaeffler, De Long, Espy ve WRC diyagramları arasında krom eşdeğerleri ve nikel eşdeğerlerinin hesaplanmasındaki formüllerdeki farklılıklar yanında diyagramların belirledikleri alanların sınırlarında da farklılıklar vardır. Schaeffler ve Espy diyagramların birbirine yakınken, ferrit numarasının esas alındığı WRC diyagramında krom ve nikel eşdeğerleri sınırlanmıştır. EN 10088(1995) standardında Cr-Ni-Mo içeren çeliklerin kaynak sonrası diyagramlarda bulunacakları içyapı bölgeleri karşılaştırılmıştır.
__________________
b-395441-parlak k%C4%B1rm%C4%B1z%C4%B1 g%C3%BCl


v
v
v





insanın en iyi dostu KENDİSİDİR...
ƒσχ isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla Hızlı Cevap
Cevapla

Bookmarks

Tags
Çeliklerin, kaynağı, paslanmama

Hızlı Cevap
Kullanıcı isminiz: Giriş yapmak için Buraya tıklayın

Mesajınız:
Seçenekler


Konuyu Toplam 1 Üye okuyor. (0 Kayıtlı üye ve 1 Misafir)
 
Seçenekler
Stil

Yetkileriniz
You may not post new threads
You may post replies
You may not post attachments
You may not edit your posts

BB code is Açık
Smileler Açık
[IMG] Kodları Açık
HTML-KodlarıKapalı
Trackbacks are Açık
Pingbacks are Açık
Refbacks are Açık


Benzer Konular
Konu Konuyu Başlatan Forum Cevaplar Son Mesaj
Gül güzellik kaynağı bykaranteli Güzellik & Moda 0 10-19-2009 20:16
Kürt sorununun kaynağı ve çözümü Kürt sorununun kaynağı ve çözümü Osmanlı imparato Korax Siyaset Meydanı 0 09-16-2009 13:16
El telsizleri için güç kaynağı Korax Elektronik & Bilgisayar 0 01-04-2009 23:47
Ateizmin kaynağı Vatikan уυѕυƒ Dinimiz ve Diğer Dinler 1 09-27-2008 16:00
Romantizm Kaynağı Mumlar LeGoLaS Hobiler 0 03-25-2008 20:26


Bütün Zaman Ayarları WEZ +3 olarak düzenlenmiştir. Şu Anki Saat: 12:35 .


İçerik sağlayıcı paylaşım sitelerinden biri olan Bilqi.com Forum Adresimizde T.C.K 20.ci Madde ve 5651 Sayılı Kanun'un 4.cü maddesinin (2).ci fıkrasına göre TÜM ÜYELERİMİZ yaptıkları paylaşımlardan sorumludur. bilqi.com hakkında yapılacak tüm hukuksal Şikayetler doganinternet@hotmail.com ve streetken27@gmail.com dan iletişime geçilmesi halinde ilgili kanunlar ve yönetmelikler çerçevesinde en geç 1 (Bir) Hafta içerisinde bilqi.com yönetimi olarak tarafımızdan gereken işlemler yapılacak ve size dönüş yapacaktır.
Powered by vBulletin® Version 3.8.4
Copyright ©2000 - 2016, Jelsoft Enterprises Ltd.

Android Rom

Android Oyunlar

Android samsung htc

Samsung Htc

Nokia Windows

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628