Schaeffler diyagramı

0
263 okunma

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 iç yapıya 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 çeliklerde kaynak sonrası oluşabilecek içyapıların tespiti için 4 ayrı diyagram geliştirilmiştir. 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.

Katılaşma esnasında ilk katılaşan delta ferrit, sıcak çatlakları önlemektedir. Delta ferrit oranım 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. Ferrit ölçümü için metalografik veya manyetik yöntem kullanılmaktadır. Paslanmaz çelik kaynak metalinde tam olarak ne kadar ferrit bulunduğunu saptamak zordur. Bu nedenle ferrit ölçümünde ferrit numaralarının kullanımı daha uygundur.

Schaeffler Diyagramı

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

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.

Schaeffler diyagramı, hala farklı kaynak metal tabakalarının ferrit içeriğini belirlemede geniş olarak kullanılmaktadır. ‘Temel malzeme ile dolgu metallerinin krom ve nikel eşdeğerleri arasındaki bağlantı çizilir ve kaynağa uygun-olacak bölgeye gelecek şekilde oranlandırma yapılır. Bu kaynağın mekanik ve fiziksel özelliklerinin tahmin edilmesi için önemli bir araçtır.

Çeliklere ait Cr(eş) ve Ni(eş) değerlerinin hesaplanmasıyla Shaffler diyagramı üzerinde hangi bölgeye karşılık geldiklerini gösterebiliriz.
(Cr)eş = % Cr + % Mo + 1.5(% Si) + 0.5(% Nb)
(Ni) eş = % Ni + 30(% C) + 0.5(% Mn)

Bu bölgeleri sekiz ana başlık altında izah edecek olursak;

1.Östenit : Bu bölgede malzeme sıcaklık ve korozyona karşı duyarlıdır. Sıcak çatlak oluşma riski vardır.
2.Östenit + %5-10 Ferrit : Bu bölgede korozyon dayanımı iyidir. Malzeme çatlamaya karşı hassas değildir.
3.Östenit + %15-30 Ferrit : Korozyon dayanımı orta seviyelerdedir. Artan sıcaklıklarda çatlama riski de artar.
4.Ferrit : Yüksek sıcaklıklarda tane irileşmesi riski vardır.
5.Östenit + Martenzit : Bu bölgede çatlama riski vardır. Ön tavlama önerilir.
6.Östenit + Martenzit + Ferrit : Çatlama riski vardır. Ön tavlama önerilir.
7.Martenzit + Ferrit : Çatlama riski vardır. Ön tavlama önerilir. 8.Korozyona karşı dayanıksız bir yapı oluşur.

Kaynaklar: 1- PASLANMAZ ÇELİKLERDE LAZER KAYNAK PARAMETRE DEĞİŞİMLERİNİN DİKİŞ GEOMETRİSİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ (Regaip Uğur ERTEM)

2- PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAK SONRASI YAPILARI Prof. Dr. Mehmet YÜKSEL, Araş. Gör. Hilal CAN, Prof. Dr. Rolf KÖNIG