Kapat
jominy
Bilimsel Deneyler 0

Çeliklerde Sertleşebilirlik Testleri (Jominy ve Grosmann Testleri)

JOMINY UÇTAN SU VERME DENEYİ

Çeliklerde sertleşebilirlik, çeliğin su verme işleminde martenzit oluşumu sonucu sertleşme kabiliyetidir. Sertleşebilme, çelik için bu çeliğin yüzeyinden merkezine sertlik dağılımı yanında elde edilen ve yüzeyden %50 martenzitin bulunabildiği noktaya kadar olan uzaklıkla belirlenen sertleşme derinliğini verir.

Sertleşebilme konusunda önemli bir etkenlerden biri de kritik soğuma hızı‘dır.  %100 martenzit mikroyapı elde etmek için ihtiyacımız olan minimum soğuma hızı olarak tanımlanmaktadır. Çeliğin sertleşebilirliği alaşım elementleri ilavesiyle artar ve kritik çapta bununla birlikte artar.

Jominy tarafından geliştirilmiş ve en yaygın kullanılan sertleşebilirlik testi “Jominy uçtan su verme” testidir.

Test ostenitlenmiş standart bir deney çubuğunun (1 inc çap, 4 inc uzunluk) bir ucundan su verilmesini barındırır. Sertleştirme fırınından malzemenin çıkması ile su vermenin başlangıcı arasındaki zaman 5 sn’den daha az olmalıdır.

Numunenin tutucuya yerleşiminden sonra su minimum 10 dakika boyunca numunenin yüzeyine karşı tüm kuvvetiyle direkt olarak verilmelidir. Böylece numunenin su verilen ucu çok hızlı bir şekilde soğur, fakat soğuma hızı diğer uca doğru kademeli olarak azalır. Test numunesinin soğuması, soğuk su içerisine aniden daldırmayla bitirilir.

Soğuma hızı numune uzunluğu boyunca farklılık gösterir ve su verilmiş uçtan zıt yöne artan mesafe ile azalır. Su verilmiş uçta kritik soğuma hızından daha yüksek hızda su verilir ise %100 martensit ve su verilmiş uçtan zıt yöne gittikçe azalan soğuma hızına bağlı olarak diğer dönüşüm ürünleri oluşur. Mikroyapıdaki değişimler test çubuğu boyunca sertlikte farklılıklara sebep olur.

Şekil 1: Jominy uçtan su verme deneyi ayrıntıları

Şekil 2: Jominy uçtan su verme deneyinde bardaki sertlik değişimi

Numune soğuduğunda numunenin eksenine paralel ve ucundan itibaren 0,4 mm derinliğinden başlamak üzere iki paralel kesit yüzeyi elde edilir. Bu yüzeyler parlatıldıktan sonra yassı çubuk boyunca Rockwell C olarak belirli aralıklarla (1/16 inch aralıkla) sertlikleri ölçülür. Bu sertlikler su verilmiş uçtan itibaren eşdeğer mesafeleri bir diyagram üzerinde belirtilir. Bu çizelgede y ekseni Rockwell C cinsinden sertliği ve x ekseni ies sertleşmiş uçtan itibaren mesafeyi belirtir. Bunlara Jominy eğrileri denir.[1]

Şekil 3: AISI-1040 ve AISI-P20 çeliklerinin Jominy uçtan su verme deneyinde mesafelere göre mikroyapıları

GROSSMAN SERTLEŞEBİLİRLİK DENEYİ

Sertleşebilirliğin belirlenmesi için farklı çaplarda çok sayıda silindirik çelik çubuk numuneler belli soğutma ortamında sertleştirilirler. Metalografik inceleme sonucu merkezinde %50 martenzit oluşan numune örnek seçilir ve bunun çapı Kritik Çap (Dc) olarak adlandırılır.

Kritik değerin üzerinde çapa sahip numunelerin merkezinde tam sertlik sağlanamaz ve martensit miktarı %50’den daha az olur. Kritik çap su verme ortamı ile değişir. Örneğin suda su verildiğinde 25 mm çapında tam sertleşmiş olan çelik numuneye yağda su verildiğinde kritik çap 15 mm olmalıdır.

Grossman Yöntemi İle Kimyasal Bileşimden İdeal Çap Hesabı

Grossman yöntemi ile az ve orta alaşımlı çeliklerin kimyasal bileşimlerinden ideal çap hesaplanabilir.

Bunun için, her elementin ostenitleme sıcaklığında, katı eriyik içindeki miktarının ve ostenit tane boyutunun göz önünde bulundurulması gerekir. Tane boyutu ne kadar küçükse sertleşebilirlik o seviyede düşük olur. Bunun nedeni, tane boyutunun azalmasına paralel olarak tane sınırlarının yüzeylerinin artması ve bunun karşılığında soğuma esnasında perlit oluşumu için başlangıç yerleri olan çok sayıda çekirdeğin oluşmasıdır.

Dc = Dic × Mn %’sinin çarpım faktörü × Si %’sinin çarpım faktörü × Ni %’sinin çarpım faktörü × Cr %’sinin çarpım faktörü × Mo %’sinin çarpım faktörü

Dc: Kritik çap, Dic: İdeal kritik çap

Şekil 4: Grossman’a göre kritik çap

KAYNAKÇA

  1. From The Making, Shaping, and Treating of Steel, 10th Ed. Courtesy of the Association of Iron and Steel Engineers.

BİNLERCE ABONE ARASINA KATIL

En kaliteli, en geçerli, en iyi mühendislik bilgilerini abone olarak, takipte kalarak öğrenebilirsin!

Abonelik işleminiz tamamlandı.

Hata oluştu.

MalzemeBilimi.Net'te yazar olarak siz de para kazanabilirsiniz! Yazar olmak için tıklayın!

Ahmet Seisoğlu

Ahmet Seisoğlu

Metalurji ve Malzeme Mühendisi

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir