Kaynaksız numunelerin sertlik deneyi sonuçları

4.4.1.1. Kaynaksız, Isıl İşlemsiz Numunenin Sertlik Deneyi Sonuçları

Isıl işlemsiz numunenin beş farklı noktasından alınan Vickers cinsinden sertlik değerleri ve bu değerlerin ortalaması Çizelge 4.44’ de görülmektedir. (Demir ve ark., 2011) yaptıkları çalışmada Ç 1040 çeliğinin 194 HV sertlik değerine sahip olduğunu belirtmişlerdir. Burada ise ortalama sertlik değeri bu değere çok yakın değer alarak 192 Hv olduğu görülmektedir. Isıl işlem görmemiş numunenin sertlik değeri haddeden çıkmış mamül olmasından dolayı alınan noktalar arasında fazla bir değişim görülmemektedir.

Çizelge 4.44 Kaynaksız, ısıl işlemsiz numunenin sertlik (HV) sonuçları

Elde Edilen Sertlik Değerleri (HV) Sertlik alınan

noktalar 1. nokta 2. nokta 3. nokta 4. nokta 5. nokta Ortalama Ssp

Üst yüzey

sertlikleri 190 197 190 190 194 192 3

4.4.1.2. Kaynaksız, Tam Tavlama Yapılmış Numunenin Sertlik Deneyi Sonuçları

Tam tavlama yapılmış numunenin sertlik değeri Çizelge 4.45’de ortalamasının 127 HV olduğu görülmektedir. Tam tavlama işlemi sayesinde malzemenin yumuşatılması, bunun sonucunda da şekillendirebilme yeteneğinde artış sağlanır. Ç 1040 çeliğinde oda sıcaklığında %50 ferrit %50 perlit bulunmaktadır. Ferrit çok yumuşak bir fazdır dolaysıyla sertliği belirleyen temel unsur perlit tanelerinin durumudur. Uygulanan ısıl işlem çok yavaş soğumayla gerçekleştirilmiştir, dolayısıyla ZSD diyagramını gösteren Şekil 2.8’e bakılacak olunursa perlit iri tanelidir ve bundan dolayı sertlik 127 HV’ye kadar düşürülmüştür. Ayrıca fırın içinde bir miktar karbon yanması olabileceği de düşünülmektedir. Tam tavlama işlemi atmosfer kontrollü fırında yapılmadı. Noktalar arasındaki sertlik değerlerinin farklılaşmasının nedeni de ısıl işlem sonucunda perlit tane büyüklüklerinin farklı olması ve karbon yanması miktarının lokal olarak farlılık göstermesinden kaynaklandığı düşünülmektedir.

Çizelge 4.45 Kaynaksız, tam tavlama yapılmış numunenin sertlik (HV) sonuçları

Elde Edilen Sertlik Değerleri (HV) Sertlik alınan

noktalar 1. nokta 2. nokta 3. nokta 4. nokta 5. nokta Ortalama Ssp

Üst yüzey

sertlikleri 128 132 120 117 139 127 8

4.4.1.3. Kaynaksız, Normalizasyon Tavı Yapılmış Numunenin Sertlik Deneyi Sonuçları

Normalizasyon tavlamasında numuneler havada soğutulduğu için soğuma hızı nispeten yüksektir.Normalize edilmiş çeliklerde kısmen ince taneli perlitik yapı elde edilir. Çünkü hava kısmen hızlı soğutma ortamı olmasından dolayı Şekil 2.8’deki ZSD diyagramına bakılacak olunursa kısmen ince taneli perlitik yapı elde edilmiştir.

Burada ise Çizelge 4.46 ’ya bakılacak olunursa normalizasyon tavı görmüş Ç1040 malzemesinin sertlik değeri ortalamasının 208 HV olduğu görülmektedir. Tane yapısı kısmen daha ince olan perlit taneleri yapı içerisinde daha homojen dağıldığından noktalar arasındaki sertlik farkı tam tavlamaya göre daha az olduğu görülmektedir.

Isıl işlemsiz ile normalize edilmiş Ç 1040 çeliğinin ısıl işlem görmemiş sertlik değerine çok yakın olmasının nedeni ısıl işlemsiz malzemede haddeleme esnasında kısmen normalizasyon tavı görerek üretilmiştir. Fakat normalize edilmiş malzemede ilave bir normalizasyon işlemi de gördüğü için taneler, dislokasyonlar yeniden düzenlenmiş, iç gerilmeler kısmen daha fazla giderilmiştir. Normalize edilmiş çeliğin sertlik değerinin biraz fazla olmasının nedeni bundan kaynaklandığı düşünülmektedir.

Çizelge 4.46 Kaynaksız, normalizasyon tavı yapılmış numunenin sertlik(HV) sonuçları

Elde Edilen Sertlik Değerleri (HV) Sertlik alınan

noktalar 1. nokta 2. nokta 3. nokta 4. nokta 5. nokta Ortalama Ssp

Üst yüzey

sertlikleri 201 209 205 215 208 208 5

4.4.1.4. Kaynaksız, Martenzitik Dönüşüm (Suda Soğutma) Yapılmış Numunenin Sertlik Deneyi Sonuçları

Çizelge 4.47’de martenzitik yapı elde edilen numunenin yüzey, ara kesit sertlik değerleri ve bu değerlerin ortalaması verilmiştir. Burada sertliği ölçülen beş farklı noktanın birbirleri arası sertlik değerinde farklılık gözükmektedir. Bunun nedeni suda

soğutma esnasında ısı transferinin homojen olmamasından ötürü, numunenin değişik bölgelerinde kalıntı östenit miktarının değişme ihtimalinden dolayı numunenin noktalar arasındaki sertliğinin değişken olduğu düşünülmektedir. Martenzitin çok sert bir faz olduğu bilinmektedir. 1040 çeliğinde 850 °C’de tavlanıp sonrasında yalnızca suda soğutulması sonucunda elde edilebilir maksimum sertlik değerlerine yaklaşılmaya çalışılmıştır. Numunenin üst yüzey sertlik değerinin ortalama 762 HV ve ara kesit sertlik değerinin 547 HV olduğu görülmüştür. Numunenin merkezinde sertlik değerinin düşmesinin nedeni numunenin iç kısımına doğru gidildikçe ısı iletim direnci nedeniyle soğuma hızının düşmesinden kaynaklandığı düşünülmektedir.

Çizelge 4.47 Kaynaksız, martenzitik dönüşüm (suda soğutma) yapılmış numunenin sertlik (HV) sonuçları

Elde Edilen Sertlik Değerleri (HV) Sertlik alınan noktalar 1. nokta 2. nokta 3. nokta 4. nokta 5. nokta Ortalama Ssp

Üst yüzey sertlikleri 756 758 753 772 770 762 8

Ara kesit sertlikleri 533 543 556 541 560 547 10

4.4.1.5. Kaynaksız, Martenzit + Menevişleme Yapılmış Numunenin Sertlik Deneyi Sonuçları

Çizelge 4.48’de martenzitik yapı elde edilmiş ve ardından 350°C’de 3 saat süreyle menevişleme tavına tutulmuş olan numunenin yüzey ve ara kesit sertlik değerleri görülmektedir. Martenzitik dönüşüm işleminde malzemeler çok sert ve kırılgan bir yapıya ulaşmaktadır. Bu durumun olumsuzluklarını giderebilmek amacıyla malzemeyi belirli sürede dönüşüm sıcaklığının altında tavlayıp martenzite göre daha tok ve yumuşak yapı elde edilmesi sağlanır. Şekil 2.12.b’de menevişleme süre ve sıcaklığının sertliğe olana ilişkisi gösterilmektedir. Kuramsal temeller kısmında Şekil 2.12.b’ye bakılacak olunursa tamamen martenzit yapılmış malzemeye 350°C’de 3 saat süreyle menevişleme yapılırsa malzemenin sertliği 50-51 HRC (515-525 HV) olduğu görülmektedir. Burada ise ister istemez martenzitlik dönüşüm esnasında

kalıntı östenit ihtiva ettiği düşünülmesine rağmen 49-50 HRC (506 HV)’ ye karşılık gelen bir sertlik değeri elde edilmiştir. Ara kesitten alınan sertlik değerlerindeki düşme ise sadece suda soğutma işlemine göre daha az olduğu görülmüştür. Öyle ki menevişleme sonucunda üst yüzey ile ara kesit arasındaki sertlik farkı yaklaşık Çizelge 4.47 ve Çizelge 4.48’den görüleceği üzere 215 HV’den 116 HV’ye düşmüştür. Bu da numunenin menevişlenmesi sonucunda biraz daha homojen, iç gerilmeleri azalmış bir içyapıya dönüştüğünü göstermektedir.

Çizelge 4.48 Kaynaksız, martenzitik dönüşüm + menevişleme yapılmış numunenin sertlik (HV) sonuçları

Elde Edilen Sertlik Değerleri (HV) Sertlik alınan

noktalar 1. nokta 2. nokta 3. nokta 4. nokta 5. nokta ortalama Ssp

Üst yüzey

sertlikleri 530 486 532 499 484 506 21

Ara kesit

sertlikleri 384 402 369 400 397 390 12

4.4.1.6. Kaynaksız, Yağda Soğutma + Menevişleme Yapılmış Numunenin Sertlik Deneyi Sonuçları

Yağda soğutulup menevişleme yapılmış numunenin yüzey ve ara kesit sertlik değerleri Çizelge 4.49’da verilmiştir. Şekil 2.8’deki ZSD diyagramına bakılırsa, Ç1040 çeliği için yağda soğutulma esnasında perlit burnunu kestiği görülmektedir.

Bu yüzden elde edilen sertlik değerleri martenzite göre oldukça düşüktür. Ancak numunede perlit ince taneli bir yapıya sahiptir. Bu yüzden 40 HRC (420 HV) civarı bir sertlik beklenmekteydi ancak numunelere ilave menevişleme yapıldığından dolayı 30 HRC (340 HV) civarı sertlik değeri elde edildiği görülmektedir. Burada malzemenin üst ve ara kesit sertlik değerleri birbirine çok yakın olduğu görülmektedir. Yağda soğutma esnasında buhar filmi daha az oluşmasından, dolayı daha stabil bir soğutma sağlamaktadır ve bunun neticesinde numunenin sertliğinin tüm kesitte daha homojen olmasını sağladığı görülmektedir. Ayrıca numuneye

ilaveten menevişleme yapılması da numunenin tüm kesit boyunca daha homojen sertlik değeri elde edilmesinde ve daha tok yapıya kavuşmasında ilave katkısı olduğu da düşünülmektedir.

Çizelge 4.49 Kaynaksız, yağda soğutma+menevişleme yapılmış numunenin sertlik (HV) sonuçları

Elde Edilen Sertlik Değerleri (HV) Sertlik alınan

noktalar 1. nokta 2. nokta 3. nokta 4. nokta 5. nokta ortalama Ssp

Üst yüzey

sertlikleri 317 337 343 353 356 341 14

Ara kesit

sertlikleri 345 316 325 356 341 337 14