Hardox 400-AISI 304 çeli?k çi?ftleri?ni?n Plazma Transferli? Ark kaynak yöntemi? i?le bi?rleşti?ri?lebi?li?rli?ği?ni?n araştirilmasi / Steel hardox 400 304 investigation of Plasma Arc Welding processes with double transfer of in joining

(1)

HARDOX 400-AISI 304 ÇELİK ÇİFTLERİNİN PLAZMA TRANSFERLİ ARK KAYNAK YÖNTEMİ İLE BİRLEŞTİRİLEBİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

YÜKSEK LİSANS TEZİ Fevzi Ataman BİLEN

Anabilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Programı: Malzeme

Danışman: Doç. Dr. Ali Kaya GÜR OCAK-2016

(2)

III T.C.

FIRAT ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

HARDOX 400-AISI 304 ÇELİK ÇİFTLERİNİN PLAZMA TRANSFERLİ ARK KAYNAK YÖNTEMİ İLE BİRLEŞTİRİLEBİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

YÜKSEK LİSANS TEZİ Fevzi Ataman BİLEN

(121130106)

Anabilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Programı: Malzeme

Danışman: Doç. Dr. Ali Kaya GÜR

(3)

IV OCAK-2016

(4)

I ÖNSÖZ

Bir yıla yaklaşan çalışmalarımın ürünü olan bu Tezin ortaya çıkmasında yoğun emeği geçen danışman hocam Sayın Doç. Dr. Ali Kaya GÜR’e, en az benim kadar emeği geçen değerli kardeşim Necmettin YİĞİTTÜRK’e, desteklerinden dolayı, Birol KILIÇARSLAN’a, Abuzer KALKAN a, teşvikleriyle vesile olan Ali KILIÇ’a, çalışma arkadaşlarıma, Öztol damper firmasından Melih ÖZEN’e, laboratuvarlarını bize açıp çalışma imkânı sağlayan UĞUR SOĞUTMA şirketine, gece gündüz demeden her zaman desteklerini üzerimden eksik etmeyen aileme, anneme, babama teşekkürlerimi borç bilirim.

Fevzi Ataman BİLEN ELAZIĞ/2016

(5)

II İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ ... I İÇİNDEKİLER ... II ÖZET ... V SUMMARY ... VI ŞEKİLLER LİSTESİ ... VII TABLOLAR LİSTESİ ... XII

1. GİRİŞ...1

2. LİTERATÜR TARAMASI ...3

2.1. Çalışmanın Litaratürdeki Yeri Ve Önemi ...3

3. TAHRİBATSIZ MUAYENE ...7

3.1. Dünya’da Tahribatsız Muayenenin Gelişimi ...8

3.2. Ülkemizde Tahribatsız Muayenenin Gelişimi ...8

3.3. TAHRİBATSIZ MUAYENE YÖNTEMLERİ...9

3.3.1. Radyografik Muayene ... 10

3.3.1.1. X ışınları ... 12

3.3.1.2. Gama Işınları ... 13

3.3.2. Ultrasonik Muayene ... 14

3.3.3. Manyetik Parçacık Muyenesi ... 15

3.3.3. Sıvı Penentrant Muayenesi ... 16

3.3.3.1. Sıvı Penentrant Muayenesinin Aşamaları ... 17

3.3.3.1.1. Yüzey Hazırlama... 17

3.3.3.1.2. Penentrant Uygulama ... 17

3.3.3.1.3. Ara Temizlik ... 18

3.3.3.1.4. Developer (Geliştirici) Uygulaması ... 18

3.3.3.1.5. Konrol... 18

3.3.4. Girdap Akımları ile Muayene ... 19

3.3.5 Gözle Muayene ... 20

3.3.5.1. Boroskop ile Kontrol ... 20

3.3.5.2. Optik Mikroskop İle Kontrol ... 21

3.3.6. Sızdırmazlık Testi ... 21

3.3.7. Replika Testi ... 21

(6)

III

4.1. Paslanmaz Çelik Türleri ... 22

4.1.2. Ferritik Paslanmaz Çelikler ... 23

4.1.3. Östenitik Paslanmaz Çelikler ... 23

4.1.4. Martenzitik Paslanmaz Çelikler ... 24

4.1.5 Dubleks Paslanmaz Çelikler ... 25

4.1.6 Çökelme Sertleşmeli Paslanmaz Çelikler ... 25

4.2. Paslanmaz Çeliklerin Kaynak Edilebilirliği... 26

5. HARDOX 400 ÇELİĞİ ... 27

5.1. HARDOX un kimyasal içerikleri ... 29

5.2. Hardox 400 çeliğinin mekanik özellikleri ... 29

5.3. Hardox 400 Çeliğinin kaynak edilebilirliği ... 30

5.4. Hardox 400 Çeliğinin uygulama alanları ... 31

6. PLAZMA TRANSFER ARK KAYNAĞI ... 33

6.1. Plazma Transfer Ark Kaynak Yönteminde Kullanılan Teller... 35

6.2. Plazma Transfer Ark Kaynak Yönteminde Kullanılan Torçlar ... 35

6.3. Plazma Transfer Ark Kaynak Yönteminde Kullanılan Gaz Nozulu ... 36

6.4. PTA Kaynağında Plazmanın Oluşumu ... 36

6.5. PTA Kaynağında Arkın Oluşturulması ... 38

6.5.1. Pilot Ark ... 39

6.5.2. Transfer Olmuş Ark: ... 40

6.6. Plazma Arkı İle Kaynak ... 41

6.7. Yüksek Frekans Dalga Ünitesi ve Donanımları ... 42

6.8. Uygulama Özellikleri ... 42

6.8.1 Ergitme tekniği... 43

6.8.2 Anahtar deliği tekniği ... 43

7. DENEYSEL ÇALIŞMALAR ... 45

7.1. Malzeme ve Metot... 45

7.2. Numunelerin Hazırlanması ... 46

7.3. Plazma Transfer Ark (PTA) Kaynağı ile Birleştirme ... 46

7.4. Kaynak Yapılmış Numunelerin Radyografik Muayeneleri ... 49

7.5. Kaynak Yapılmış Numunelerin Sıvı Penentrant Muayenesi ... 51

7.6. Tel Erezyonda Çekme Testi Numunesi ve Mikroyapı Numunesinin Kesilmesi... 52

7.7. Çekme Testi ... 54

7.8. Mikroyapı İncelemeleri ... 55

(7)

IV

8. DENEY SONUÇLARI VE TARTIŞMA ... 58

8.1. Kaynaklı Birleştirmelerin Radyografik Testlerinin İncelenmesi ... 58

8.2. Kaynaklı Birleştirmelerin Sıvı Penentrant Testlerinin İncelenmesi ... 61

8.3. Kaynaklı Birleştirmelerin Mikrosertliklerinin İncelenmesi ... 63

8.4. Kaynaklı Birleştirmelerin Çekme Dayanımlarının İncelenmesi ... 67

8.5. Kaynaklı Birleştirmelerin Mikroyapılarının İncelenmesi ... 79

8.5.1. AISI 304 – AISI 304 Çelik Çiftlerinin Mikroyapılarının İncelenmesi ... 81

8.5.2. Hardox 400 – Hardox 400 Çelik Çiftlerinin Mikroyapılarının İncelenmesi ... 85

8.5.3. Hardox 400 – AISI 304 Çelik Çiftlerinin Mikroyapılarının İncelenmesi ... 89

9. GENEL SONUÇLAR, ÖNERİLER ... 95

KAYNAKLAR ... 97

(8)

V ÖZET

Bu çalışmada, günümüzde modern kaynak yöntemleri arasında yer alan PTA (Plazma Transferli Ark) kaynak yöntemiyle Hardox 400 çeliği ve AISI 304 Paslanmaz çeliği farklı kaynak parametrelerinde kaynak yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda 4 mm kalınlığındaHardox 400 çeliği ve AISI 304 paslanmaz çeliği kullanılmıştır. Deney parçaları küt alın kaynağı formunda, kaynak ağzı açılmadan ve ilave metal kullanılmadan farklı kaynak parametrelerinde yatay pozisyonda kaynak edilmiştir.

Tez çalışmasında kaynak sonrası numunelerin tahribatlı muayenesi ve tahribatsız muayenesi yapılmıştır. Mekanik özellikleri ve mikroyapıları; çekme testi, optik mikroskopi ve SEM ile incelenmiş, kaynak bölgesi ve ısı tesiri altına kalan(ITAB) bölgelerinde Vickers sertlik skalası ile sertlik dağılımı belirlenmiştir. Numunelerin kaynaklı bölgelerin mikroyapıları SEM-EDX ile analiz edilmiştir. Ayrıca, çekme testi uygulanan numunelerin kırık yüzeyleri SEM ile incelenerek kırılma tipi belirlenmiştir. Tahribatsız muayene olarak radyografik ve sıvı penentranttesleri ile kaynak dikişi incelenmiştir.

(9)

VI SUMMARY

Steel Hardox 400 304 Investigation of Plasma Arc Weldıng ProcessesWith Double Transfer of in Joining

In this study to apply different type of welding parameters between Hardox 400 Steel and AISI 304 Stainless Steel by using Plasma Transfer Arc Welding which is most suitable in applications. In experiments using Hardox 400 Steel and AISI 304 Steels which are 4 mm thickness. Specimens making welding process by using butt welding and do not use any additional materials different welding parameters at horizontal position.

After welding processes specimens were made destructive and non-destructive methods. Mechanical properties and microstrucures were searched by tensile test methods, optic microscopy and SEM methods. Welding zone and heat effect edzone whichare ITAB zone were authenticated for hardness distrubiton by using Vickers Hardness Test Methods. Microstructure of welding zone of specimens were analized by using SEM-EDX. Also, analized that specimen which is applying tensile test determined crack type by SEM. Using non-destructive test analysed to welding line by radiographic and liquid penetrant test.

(10)

VII

ŞEKİLLER LİSTESİ

Sayfa No

Şekil 1. Radyografik Muayenede Pozlama ... 11

Şekil 2. X Işınları Üretimi ve Malzeme Kontrolü ... 13

Şekil 3. Gama ısını ile radyografi çalısmasının sematik gösterimi ... 14

Şekil 4. Ses dalgası ile muayene yönteminin çalışma prensibi ... 15

Şekil 5. Manyetik parçacık deneyinin uygulama biçimleri ... 15

Şekil 6. Penetrant uygulanması ... 16

Şekil 7. Farklı süreksizlik izleri ... 19

Şekil 8. Girdap akımları kontrolünde oluşan manyetik alan ve akımlar ... 20

Şekil 9. Boloskop Çeşidi ... 20

Şekil 10. Değişik paslanmaz çelik türleri için Ni ve Cr miktarları ... 23

Şekil 11. Östenitik çelik mikro yapısı ... 24

Şekil 12. Çeşitli paslanmaz çelik ürünler ... 25

Şekil 13. HARDOX 400 ve sıradan bir yüksek dayanımlı konstrüksiyon levhasının karşılaştırılması ... 28

Şekil 14. Hardox 400 Çeliklerin kullanım alanları ... 31

Şekil 15. Hardox çeliğinden imal edilmiş kepçe ... 32

Şekil 16. Hardox 400 Çeliklerinin kullanım alanları ... 32

Şekil 17. Plazma transfer ark kaynağının şematik görünüşü ... 34

Şekil 18. Elektrot bağlantısının şematik görünümü ... 35

Şekil 19. Plazma ark kaynak nozulu ... 36

Şekil 20. Maddenin plazma haline geçişi ... 37

Şekil 21. Plazma transfer ark alevi ... 37

Şekil 22. PTA plazmasının ısı dağılımı ... 38

Şekil 23. PTA kaynağında nozul ve elektrod... 38

Şekil 24. PTA kaynak torcunda gaz akış yolları ... 39

Şekil 25. PTA kaynağında pilot ark (Transfer olmamış ark) ... 40

Şekil 26. PTA kaynağında transfer olmuş ark ... 40

Şekil 27. Plazma transfer ark kaynağının şematik görünüşü ... 41

Şekil 28. PTA kaynak makinesi ve donanımları ... 42

(11)

VIII

Şekil 30. PTA kaynak uygulamasının ve kaynak torcunun şematik resmi ... 47

Şekil 31. Thermal Dynamic/Arc PTA kaynak makinesi koruyucu gaz tüp bağlantıları ve kontrol paneli ... 47

Şekil 32. Numune çiftlerinin PTA kaynağı sırasındaki resimleri ... 48

Şekil 33. Kontrol paneli, Güç kaynağı ve ışınım cihazı ... 49

Şekil 34. Röntgen çekimi için hazırlanan numuneler ... 50

Şekil 35. Işık cihazında filmlerin incelenmesi ... 50

Şekil 36. Püskürtme yöntemi ile penentrant uygulanması... 51

Şekil 37. Fazla penentrantın Cleiner ile yüzeyden uzaklaştırılması ... 51

Şekil 38. Developer uygulanan numuneler ... 52

Şekil 39. Sıvı penentrant muayenesinde kullanılan kimyasallar... 52

Şekil 40. MAKINO MGW-R marka tel erezyon tezgahı ... 53

Şekil 41. Tel erezyon kesim esnasındaki numueler ... 53

Şekil 42. Tel erezyonda kesilen numuneler ... 54

Şekil 43. Çekme test cihazı ... 54

Şekil 44. Çekme test numunesi ölçüleri ve resimleri ... 55

Şekil 45. Mikroyapı numunesi ve ölçüleri ... 55

Şekil 46. Mikrosertlik numunesi ölçüleri ... 56

Şekil 47. Mikrosertlik testi yapılan noktalar ... 57

Şekil 48. Kullanılan mikrosertlik cihazı ... 57

Şekil 49. Mikrosertlik testi örnekleri ... 57

Şekil 50. N1-N2-N3 numaralı numunenin radyografik muayene görüntüsü... 59

Şekil 53. N10-N11-N12 numaralı numunenin radyografik muayene görüntüsü ... 60

Şekil 54. N1-N2-N3 numunelerinin penetrant test resmi ... 62

Şekil 55. N4-N5-N6 numunelerinin penetrant tes resimleri ... 62

Şekil 58. 80,100, 120, 140 A de birleştirilmiş AISI 304- AISI 304 çelik çiftlerinin mikrosertlik değerleri ... 64

Şekil 59. 80,100, 120, 140 A de birleştirilmiş Hardox400-Hardox400 çelik çiftlerinin mikrosertlik değerleri ... 64

(12)

IX

Şekil 60. 80,100, 120, 140 A de birleştirilmiş Hardox400-AISI304 çelik

çiftlerinin mikrosertlik değerleri ... 65

Şekil 61. Çekme testi numuneleri ... 67

Şekil 62. Numunelerin çelik çiftlerinin çekme testi sonrası resimleri ... 67

Şekil 63. 80 A da birlşetirilen N1 AISI304-AISI304 numunesinin çekme grafiği ... 69

Şekil 64. 80 A da birlşetirilen N2 Hardox400-Hardox400 numunesinin çekme grafiği ... 69

Şekil 71. 80 A da birlşetirilen N9 Hardox400-AISI304 numunesinin çekme grafiği ... 71

Şekil 75. 140 A kaynak gücünde PTA kaynak yöntemi birleştirilen N7 nolu numuneninSEM-EDX analizi... 73

Şekil 76. 140 A kaynak gücünde PTA kaynak yöntemi birleştirilen N8 nolu numunenin EDX görüntüsü ... 74

Şekil 77. 120 A kaynak gücünde PTA kaynak yöntemi birleştirilen N11 nolu numunenin Hardox 400 çeliği tarafından çekilmiş SEM-EDX analizi ... 75

Şekil 78. 120 A kaynak gücünde PTA kaynak yöntemi birleştirilen N11 nolu numunenin AISI304 çeliği tarafından çekilmiş SEM-EDX analizi ... 76

(13)

X

Şekil 80. AISI304-AISI 304 ve Hardox400- Hardox400 çelik çiftlerinini optik

görüntü bölgelerinin şematik gösterimi ... 79 Şekil 81. HARDOX400-AISI304 çelik çiftlerinini optik görüntü bölgelerinin

şematik gösterimi. ... 79 Şekil 82. Kaynak dikişlerinin makro görüntüsü ... 80 Şekil 83. 80 A kaynak gücünde PTA kaynak yöntemi birleştirilen N1 nolu

numune ... 81 Şekil 84. 100 A kaynak gücünde PTA kaynak yöntemi birleştirilen N3 nolu

numune ... 83 Şekil 87. N7 numunesinin kaynak dikişinden ve ITAB bölgesinden alınan

SEM-EDX analizi ... 84 Şekil 88. 80 A kaynak gücünde PTA kaynak yöntemiyle birleştirilmiş N2 nolu

numune ... 85 Şekil 89. 100 A kaynak gücünde PTA kaynak yöntemiyle birleştirilmiş N4 nolu

numune ... 86 Şekil 92. N8 numunesinin kaynak dikişinden ve ITAB bölgesinden alınan

SEM-EDX analizi ... 88 Şekil 93. 80 A kaynak gücünde PTA kaynak yöntemi birleştirilen N9 nolu

numune ... 90 Şekil 96. N11 numunesinin kaynak dikişinden ve Hardox 400 çeliğinin kaynak

(14)

XI

Şekil 97. N11 numunesinin kaynak dikişinden ve AISI 304 çeliğinin ITAB

bölgesinden (37) ve kaynak dikişinden (38) alınan SEM-EDX analizi... 92 Şekil 98. 140 A kaynak gücünde PTA kaynak yöntemi birleştirilen N12 nolu

(15)

XII

TABLOLAR LİSTESİ

Sayfa No

Tablo 1. Tahribatsız muayene testlerinin üretim endüstrisinde uygulama alanları ... 7

Tablo 2. Tahribatsız muayene yöntemleri ve kısaltmaları ... 10

Tablo 3. X-Işınları şiddetine göre nüfuziyetler ... 13

Tablo 4. Östenitik paslanmaz çeliklerin nominal kimyasal analiz değerleri ... 24

Tablo 5. Abrasiv aşınma türleri ... 27

Tablo 6. Hardox aşınma levhasının kimyasal bileşimi ... 29

Tablo 7. Mekanik Değerler ... 30

Tablo 8. Deneyde kullanılan malzemelerin kimyasal analizi ... 45

Tablo 9. Deneyde kullanılan malzemelerin mekanik özellikleri ... 46

Tablo 10. PTA kaynağında kaynak parametreleri ... 46

Tablo 11. Plazma Transfer Ark Kaynak Parametreleri ... 48

Tablo 12. Metalografik incelemede kullanılan dağlayıcılar ve dağlama süreleri ... 56

Tablo 13. Radyografik muayene parametreleri ... 58

Tablo 14. Kaynaklı birleştirmelerin radyografik muayenesinde görülen hatalar ve tanımları ... 59

Tablo 15. Sıvı penentrant muayene parametreleri ... 61

Tablo 16. Grafiklerdeki kodlamaların karşılıkları ... 63

Tablo 17. Numunelerin ulaştığı maksimum çekme gerilme değerleri ... 68

(16)

1. GİRİŞ

Yıllardır, malzemelerin her türlü çevresel koşullara dayanıklılığını arttırmak için birçok yöntem geliştirilmiştir. İnsanlar, teknoloji geliştikçe deneylerle ve birçok kez yapılan deneme yanılma yöntemleriyle istedikleri malzemeleri elde etmeyi başarmışlardır. Hızlı gelişen teknoloji, savaşlar ve rekabet şartları, endüstrinin önemini daha çok arttırmıştır. Endüstride kullanılan metalik malzemelerin daha uzun ömürlü olmaları istenmiş ve insanları bu yönde çalışmaya sevk etmiştir. Bilim insanlarının kafalarını meşgul eden sorunlardan bir tanesi de metallerin kullanıldıkları alanda çeşitli kayıplara uğramalarıdır.

Metalurji ve Malzeme alanıyla ilgilenen 21. Yüzyıl bilim insanlarının dikkat çektiği sorunlardan bir tanesi, endüstriyi yılda 2 milyar euronun üzerindezarara uğratan aşınma problemidir[1]. Almanya da yapılan bu araştırmada makine parçalarının birbiri ile temas etmesi yada çevresel koşullarda aşınmalarıyla, mevcut ölçülerinin kayba uğraması sonucu makinelerin ve çalışma düzeninin bozularak, elde edilen verimin düşmesine sebebiyet verdiği anlaşılmıştır. Çünkü aşınma, endüstrinin pek çok alanındaki tesislerin ve makinelerin etkin çalışmasını azaltan, güç kayıplarını ve yedek parça kullanım oranını arttıran bir olaydır.

Hareket halindeki malzemelerin birbirleri ile sürtünmesi sonucumeydana gelen aşınmaya abrasiv aşınma denilmektedir[2].Abrasiv aşınma endüstriyel cihazlarda malzeme kayıplarının başlıca sebebidir. Sorunun kaynağına inen İsveçli bilim adamlarılaboratuarlarda çeşitli deney yöntemleriyle elde ettikleri aşınmaya dayanıklı çeliği üretmiş ve HARDOX adını vermişlerdir. Günümüz piyasasında, İsveç firması olan SSAB tarafından üretilen HARDOX serisi aşınma dayanıklı çelikler, yüksek sertlik, yüksek mukavemet ve üstün tokluğun bir arada sunulması sayesinde HARDOX aşınma levhası, aşınmanın daha önce sorun olduğu uygulamalarda ilk tercih olarak kullanılmaktadır. HARDOX 400 ve HARDOX 450 çok maksatlı aşınma dirençli levhalardır. Yüksek toklukları rahat bükülebilme ve kaynak edilebilmeleri sayesinde, bu levhalar bazı uygulamalarda yük taşıyıcı görevlerde de kullanılabilmektedir. Tüm HARDOX levhalar boyutsal hassasiyetin garantisi olan AccuRoll hassas haddeleme teknolojisi ile üretilmektedir [3,4].

(17)

2 Amaç

Bu çalışmanın amacı, piyasada yaygın kullanım alanına sahip HARDOX 400 çeliği ile AISI 304 östenitik paslanmaz çeliğinin farklı kaynak parametrelerinde Plazma Transferli Ark Kaynak yöntemleriyle birleştirmektir. Birleştirmeler sonrasında arakesitte oluşan yapıların metalografik değerlendirilmesi yapılacak ve mekanik testlerle kaynak kalitesi tespit edilecektir. Yapılan çalışmalar sonucunda; seçilen malzeme çiftleri için en uygun kaynak parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır.

(18)

3 2.LİTERATÜR TARAMASI

2.1. Çalışmanın Litaratürdeki Yeri Ve Önemi

Hareket halindeki malzemelerin birbirleri ile sürtünmesi sonucu meydana gelen aşınmayla endüstriyel cihazlarda malzeme kayıpları meydana gelmektedir. Problemin kaynağına inen İsveçli bilim adamları laboratuarlarda çeşitli deney yöntemleriyle elde ettikleri aşınmaya dayanıklı çeliği üretmiş ve yüksek sertlik, yüksek mukavemet ve üstün tokluğun bir arada sunulması sayesinde HARDOX aşınma levhası, aşınmanın daha önce sorun olduğu uygulamalarda ilk tercih olarak kullanılmaktadır. HARDOX 400 aşınmaya dirençli levhadır. Yüksek toklukları rahat bükülebilme ve kaynak edilebilmeleri sayesinde, bu levhalar bazı uygulamalarda yük taşıyıcı görevlerde de kullanılabilmektedir.

Son yıllarda plazma ark kaynağı; özellikle gelişmiş ülkelerde ülkemize nazaran çok kullanılması, ekonomikliği, hızlı olması ve kaliteli dikişlerin oluşturulması, yeni geliştirilen paslanmaz çeliklere ve alüminyum alaşımlarına uygulanabilmesi, daha derin nüfuziyet, daha az kaynak ağız hazırlığı, daha az açısal çarpılmaya neden olacak ısı girdisi ve tek paso ile ilave metal kullanmadan kaynak gibi üstünlüklerinden dolayı TIG kaynağına göre daha çok kullanılır konuma gelmiştir. Alaşımların anahtar deliği plazma kaynağıyla birleştirilmesinde; karmaşık mikroyapısal değişimlerin belirlenmesi ve mekanik davranışların araştırılması amacıyla, çok az sayıda bilimsel çalışma yapılmıştır. Gelişen teknoloji üretim yöntemlerini kolaylaştırmış ve artık üretimden çok kalite kontrolün önemini ön plana çıkartmıştır. Kalite kontrolün en önemli aşamalarından olan tahribatsız muyene sanayide hemen her alanda kullanılmakta olup, imal edilen ürünlerdeki hataların tesbitini maksimum düzeye taşımıştır.

Aşağıda ülkemizde bunlar üzerine yapılan, hem imalat hemde birleştirme çalışmalarından bazılarını, kaynak yöntemleri üzerine yapılan bazı çalışmaları ve tahribatsız muayeneler ile ilgili yapılan çalışma ve sonuçları gösterilmiştir.

Kaluç (2004), TIG yöntemi ile kaynak edilebilen tüm metal ve alaşımları plazmaark kaynak yöntemiyle de güvenilir bir biçimde kaynak edilebileceğini tespit etmişlerdir.[5] Kılıç M.(Y.lisans) AISI 1040 çelik ile AISI 304 paslanmaz çeliği iki grup numune hazırlayarak incelemiştir. Amper değerlerini (100, 110, 120, 130, 140), setbek ayarını (0,8mm), koruyucu gaz debisini(25lt/dk) sabit tutup, plazma gazı ve ilerleme hızlarını değişken alarak deneylerini gerçekleştirmiştir. 1. Grup numunede 0,8lt/dk plazma gazı ve

(19)

4

0,1mm/dk ilerleme hızını, 2. Grup numunelerde 1,2lt/dk plazma gazı ve 0,03mm/dk ilerleme hızını kullanmıştır. Her iki grup numunelerdede mikro ve makro çatlaklara rastlamamış ayrıca gaz debisinin kaynak nufuziyetini artırdığını gözlemlemiştir. Artan nufuziyet mukavemet değerlerini iyileştirmekle birlikte çentik darbe dayanımının amper değeri ve gaz debisi ile doğru orantılı olarak arttığını gözlemlemiştir [6]

Seçim C. (Y. Lisans.) Tahribatsız muayene ve uygulama alanları ile yaptığı çalışmada şu sonuçlara varmıştır. Malzeme kalınlığının 40mm’den az olduğu durumlarda radyografik muayenede çok iyi sonuçlar alınabilmektedir. Radyografik muayene özellikle alın kaynakları için çok uygun bir yöntem olup, bindirme kaynakları için o kadar iyi bir yöntem olmadığı sonucuna varmıştır. Ultrasonik muayene 8mm kalınlıktan başlayarak çok kalın malzemelerin iç kısımlardaki süreksizliklerini belirlemede iyi bir yöntem olduğu sonucuna varmıştır. Ultrasonik muayenede hataların görüntüsü elde edilememekte fakat hatanın derinliği tesbit edilebilmekte olup, daha çok düzlemsel parçaların muayenesinde uygun olduğu sonucuna varmıştır.[7]

Yılmaz T.(Y. Lisans) tez çalışması kapsamında, MAG yöntemi ile HARDOX 400 aşınmaya dayanıklı çelik levhalar, SG2 ve SG3 masif kaynak telleri ve E 71 T-1 adlı özlü kaynak teli kullanılarak V-kaynak ağzı formunda ve yatay pozisyonda başarıyla birleştirmiştir. İki farklı masif tel ve bir özlü tel ile birleştirilen kaynak levhalarının mikroyapıları ve mekanik özellikleri arasındaki benzerlikler ve farklılıklar tespit etmeye çalışmıştır. Birleştirdiği numunelerin kaynak bölgelerinin mikroyapıları optik mikroskop kullanarak ve mikrosertlik dağılımlarını belirlemiştir. Yaptığı deneysel çalışmalar sonucunda abrazif aşınmaya maruz kalan ekipmanların imalatında geniş kullanım alanı bulan HARDOX 400 çeliği, MAG kaynak yöntemi ve uygun parametreler kullanarak hem yüksek mekanik değerlerin elde edilebileceği SG3 kaynak teli ile hem de yüksek hızlarda ve yüksek dolgu miktarında kaynak yapmaya izin veren özlü kaynak telleri ile başarıyla birleştirilebileceğini tespit etmiştir.[8]

Metlioğlu M.R.(Y.lisans), Bu çalışmada yüksek aşınma direncine sahip çeliğin (Hardox 400) plazma arkı ile kesilmesinde kesme parametrelerinin etkileri incelemiştir. 10 mm ve 20 mm olmak üzere iki farklı kalınlığa sahip malzemeler farklı ilerleme hızı, kesme yüksekliği ve koruyucu gaz debisi değerleri ile kesmiş, iki farklı deney yapmıştır. İlk deneyde farklı ilerleme hızı ve kesme yüksekliği değerlerine göre kesme kenarı dikliği ve enerji sarfiyatı incelemiştir. İkinci deneyde ise, farklı ilerleme hızı ve koruyucu gaz debisi değerlerine göre kesme kenarı dikliği ve çapak oluşumu incelemiştir. İlk deneyin

(20)

5

sonuçlarına göre, 10 mm kalınlığındaki malzemenin kesilmesi için 2,5 mm kesme yüksekliği ve 2100 mm/dk ilerleme hızı, 20 mm kalınlığındaki malzemenin kesilmesi için ise 4 mm kesme yüksekliği ve 300 mm/dk ilerleme hızı tercih edilmesi gereken sonuçlar elde etmiştir. İkinci deney ilk deneyde elde edilen sonuçlar kullanılarak gerçekleştirmiştir. İkinci deneyde ilerleme hızı koruyucu gaz debisi ile ilişkisini incelemek için tekrar değişken parametre olarak kullanmıştır. Nihai sonuçlara göre, Hardox 400 malzemesinin plazma arkı ile kesme ile kesilmesinde optimum parametrelerini bulmuştur.[9]

Keanini ve Rubinsky (1990), anahtar deliği plazma ark kaynağı ile ilgili çalışmalarında, sayısal analizlere dayanarak anahtar deliği genişliğinin, anahtar deliği plazma ark kaynağının kararlılığı için dolaylı olarak elde edilen kaynak akımına bağlı olmadığını tespit etmişlerdir. Onlar çalışmalarında; ısı girdisini, kaynak akımı ve kaynak hızından ziyade başlangıç plazma sıcaklığıyla ölçmüşler ve anahtar deliği çapını bulmuşlardır. Böylece; genişliğin, eksenel bir pozisyon verilmediğinde, başlangıç plazma sıcaklığından bağımsız olduğunu tespit etmişlerdir.[10]

Zhang vd., (1999), 3 mm kalınlığa sahip 304 tip bir paslanmaz çeliği kaynak ağzıaçmadan belirli kaynak parametreleri ve şartları altında anahtar deliği plazma ark kaynaktekniğiyle birleştirerek, kaynak esnasında oluşan anahtar deliğini incelemişlerdir. Anahtardeliği oluşur oluşmaz, anahtar deliği arka tarafındaki genişliğinin kaynak akımı ve kaynakhızının değişmesiyle değişmediğini, fakat plazma gazı akış oranı ve nozul çapına bağlıolarak, ayrıca kaynak nüfuziyetinin ise; kaynak akımı, kaynak hızı ve plazma gaz akışoranının değişmesine bağlı olarak değiştiğini tespit etmişlerdir.[11]

Correa ve Costa (2008), keyholepulsed plazma ark kaynak yöntemini kullanarak üç farklı demir esaslı (saf demir, Fe-Ni ve Fe-P-Ni) toz metal alaşımların birleştirilebilirliğini ve kaynaklı birleştirmelerin mikroyapı ve mekaniksel özellikleri üzerine kaynak parametrelerinin etkisini incelemişlerdir. Fe ve Fe-Ni alaşımları için açıklanan mikroyapı incelemelerinin sonucuna göre, kaynak ergime bölgesinde gözenek ve çatlakların var olduğunu ve bununla birlikte; 7 mm kalınlığındaki ve (% 0.25) yüksek seviyede fosfor içerikli Fe-Ni-P toz metal alaşımı numunede, ergiyen metalin yüksek hacmi ve hızlı soğutma oranından dolayı yüksek çekme geriliminin sonucu olarak, başarısız bir geçiş ve katılaşma çatlaklarının oluştuğunu bu problemin, numunenin kalınlığını 4 mm‟ ye azaltarak giderilebileceğini ve ayrıca; bu alaşımlarla kaynatılan numunelerin, kaynaksız numunelerden daha yüksek bir çekme dayanımına sahip olduğunu, bu nedenle, demir

(21)

6

esaslı toz metal alaşımların ilave metalsiz PTAW yöntemiyle başarılı bir şekilde birleştirilebileceğini tespit etmişlerdir.[12]

Yukarıda önemli bir kısmı verilen literatürler referans alınarak, deneysel çalışma öncesi çalışma planı çıkartılmıştır. Çalışmanın yönünün belirlenmesi amacıyla deneyler sonunda elde edilen verilerin irdelenmesi ve yorumlanması yine konuya yakın literatürler ışığında detaylı bir şekilde ele alınmıştır. Araştırma bulguları bu bağlamda değerlendirilerek çalışma sonuçlandırılmıştır.

(22)

7 3.TAHRİBATSIZ MUAYENE

Kalite kontrolde en önemli bölümlerinden biri tahribatsız muayenedir. İncelenen malzemelere de deformasyon oluşturmadan muayene edilerek, dinamik ve statik yapıları hakkında bilgi edinilen muayene yöntemlerinin denir. Tahribatsız muayene, imalat esnasında veya belli bir süre kullandıktan sonra oratya çıkan, süreksizlik(içyapı da meydana gelen boşluk), kesit daralması gibi kusurların belirlenmesinde kullanılır. Tahribatsız muayene işlemlerinde, malzemeden numune almak gerekmemektedir. Tahribatsız muayeneler direk iş parçası üzerine uygulanır, parçaların %100 kontolü gerçekleştirilmiş olur. Tahribatsız muayene testlerinin üretim endüstrisinde uygulama alanları Tablo 1’de verilmiştir.[13]

Tablo 1.Tahribatsız muayene testlerinin üretim endüstrisinde uygulama alanları [13]

Uygulama Alanı İşlevi Uygulama Örnekleri

Araştırma ve Geliştirme

Malzemelerin yapısal

değerlendirilmesi, üretim ve montaj yöntemlerinin

Karşılaştırılması ve bulguların değerlendirilmesi

Metallerin iç yapılarının ve yorulma belirtilerinin incelenmesi, kaynak

dikişlerinde çatlakların tespiti

Üretim Yöntemi Kontrolü

Üretim yöntemi değişkenlerinin belirlenmesi ve kontrolünün sağlanması

Radyografik ve ultrasonik yöntemle kalınlık ölçme ve imalat parametrelerinin tespiti.

Kalite Kontrolü Kusurlu parçaların ve

anormalliklerin tespiti, Üretim montaj kusurlarının, yerlerinin ve yönteminin değerlendirilmesi.

Zayıf yapışma, kaynaklarda çatlama, metallerde homojen olmayan gözenekler ve malzeme hatalarının belirlenmesi.

Servis Süresince Değerlendirme

Kullanım süresince aşınma ve normalliklerin erken belirlenmesi.

Depolarda ve borularda korozyonun ve yerinin tespiti, Çeşitli araçlarda erken uyarı sistemleri.

(23)

8 3.1. Dünya’da Tahribatsız Muayenenin Gelişimi

Tahribatsız muayene metotlarından olan radyografinin(röntgen) başlangıcı 1895’li yıllarda, x-ışınlarının Wilhelm ConradRoentgen tarafından keşfedilmesiyle başlar. Radyografi 1930 senesinde ilk olarak, Amerikan donanması kaynak dikişlerinin kontrolünde kullanmıştır. İkinci dünya savaşından hemen sonra gama ışınlarının ve yaklaşık olarak 1960’lı yıllardan sonra da nötronların kullanılmaya başlanmasıyla endüstriyel radyografi kullanım alanları genişlemiştir.

Ultrasonik dalgaları malzemenin iç hatalarının belirlenmesinde kullanılması 1931 senesinde Alman patenti ile başlamıştır. Ticari anlamda ilk cihazlar 1940’lı yıllarda endüstri de kullanılmaya başlamıştır. Şimdilerde tahribatsız testlerin temel unsurlarından biri olmuştur.

Girdap akımları ile muayene yönteminin temeli Michael Faraday’ın 1831’de ortaya attığı elektromanyetik tezine dayanır. Ancak esasında 1879 yılında Huhges’e dayanmaktadır. Yöntemin muayene yöntemi olarak kullanılması için girişim, 2. dünya savaşı öncesinde uçak ve nkleer sanayinin gelişimiyle başlamıştır. Endüstrideki kullanımı 1950’li yılların sonlarında başlamıştır.

Manyetizma, iletken maddelerin bazı iletken maddeleri kendine çekebilme özelliğidir. 1920’lerin başlarında başlarında William Hoke metallerin üzerinde ve yüzeye yakın yerlerindeki çatlakları, renkli manyetik parçacıklarla tespit edebileceğini keşfetmiştir. Sıvı penentran muayenesi tahribatsız muayene tesleri içerisinde kullanılan en eski yöntemdir. Dökümde ve kaynak dikişlerinde göz ile görülemeyen çatlağın, yağ veya slandırılmış kireç yardımıyla ıslatılarak gözle görünür hale getirilmesi, geçmişten bu yana bilinnen yöntemdir. Gelişen teknoloji ve geliştirilen yeni malzemelerle yöntem bu günkü haline gelmiştir.

3.2. Ülkemizde Tahribatsız Muayenenin Gelişimi

Ülkemizde tahribatsız muayenelerin kullanılması adına ilk olarak eğitim faliyetleri başlamıştır. Bu faalitler 1960’larda ve 1970’lerde kaynak dikişlerini muayene alanında faaliyet gösteren SEGEM, Oerlikon gibi kurumlarda seminerler olarak başlamıştır. Ülkemizde, tahribatsız muayene alanında uzun soluklu ve düzenli eğitim faaliyetleri 1980’lerin ikinci yarısından itibaren başlamıştır. Bu alandaki boşluğu gören TMMOB Şubat 1987’de, Tahribatsız Muayene Komisyonu’nu kurmuştur. Aynı yıl çeşitli kuruluşlara

(24)

9

gönderilen anket formlarıyla bu alandaki eğitim ve cihaz durumu tespiti yapılmış ve eğitim faaliyetleri başlatılmıştır. 1988’de Alman ve Türk hükümetleri arasındaki proje anlaşmasına bağlı olarak ODTÜ’de bir Kaynak Teknolojisi ve Tahribatsız Muayene Araştırma Merkezi kurulması ile operatör eğitimi ve sertifika verme çalışmalarına başlanmıştır.

Bu zaman diliminden sonra Tahribatsız Muayene Komisyonu ve Orta Doğu Teknik Üniversitesi Kaynak Teknolojisi ve Tahribatsız Muayene Merkezi, Alman Tahribatsız Muayene Cemiyeti (DGZfP) ve Alman Federal Malzeme Araştırma ve Test Enstitüsü (BAM) ile işbirliği yapılarak, tahribatsız muayene yöntemlerinde eğitm, vasıflandrma ölçmeleri ve sertifika kazandırma faaliyetleri sistemli olarak uzun vadeli bir program içerisinde başlamıştır. Aynı yıllarda, bu aktivitelerden farklı şekilde, Türkiye Atom Enerjisi Kurumu’nda (TAEK) ve iki yıl sonra da İstanbul Teknik Üniversitesi-Nükleer Enerji Enstitüsü’nde (NEE) tahribatsız muayene testlerinin eğitimleri başlatılmıştır. 1990 – 1995 yıllarında KOSGEB teknisyenler için değişik eğitim seminerleri vermiştir.[14]

3.3. Tahribatsız Muayene Yöntemleri

Bir malzemenin yapısal bütünlüğünün bozulmasının nedeni süreksizliklerdir. Tabakalaşmalar, çatlaklar, dövme katlanmaları, dikişler, yabancı madde kalıntıları ve gözenekler bunlardan bazılarıdır. Malzemede bulunan süreksizliklerin belirlenmesi, parçanın ömrü ve güvenli çalışması için çok önemlidir. Tahribatsız muayene en yüksek güvenirliliği sağlamak için üretimin değişik safhalarında, üründe herhagi bir hasara yol açmadan test edilmesi amacıyla kullanılmaktadır.

Tahribatsız Muayene (NonDestructiveTesting - NDT) yöntemleri, malzemenin yapısal bütünlüğüne zarar vermeden yapılan test ve kontrollerdir. Parçanın yapısına herhangi bir zarar verilmeden, incelenecek parçayı tahrip etmeden, gerek yüzeyde, gerekse içyapıda ki süreksizliklerin belirlenmesi için yaygın olarak kullanılmaktadır. İmalat esnasında, imalat sonrasında, ürünün kullanımı esnasında ve araştırma geliştirme faaliyetlerinde kullanılmaktadır. [15]

Tahribatsız muayene ile parçanın benzeri değil, kendisi muayene edilir. Böylece daha güvenilir sonuçlar elde edilir. Tahribatlı muayenedeki numune alma problemi ve alınan numunenin bütün kütleyi temsil etme derecesi tereddüttü ortadan kalkar. [16]

(25)

10

Tahribatsız muayene yöntemleri iki temel unsur üzerinde oturmakta olup, bu iki unsurdan biri nüfuziyet diğeri ise algılamadır. Algılama, nüfuz edicinin verdiği bilgileri operatörünün anlayabileceği şekle indirgemek, nufuziyet ise nufuz edici unsurların test edilecek iş parçasının içinde ilerlemesi ve fiziksel süreksizliği algılama elemanına aktarmasıdır. Radyografi yönteminde algılayıcı film, nufuz edici ise radyasyondur. Bu fil bazı kimyasal işlemlerden sonra ortaya çıkan belirtilerin test operatörünün anlayacağı şekilde(gözle görülür) belirtiler oluşturur. Tahribatsız test yöntemleri sekiz daldan oluşur. [17]

Tablo 2.Tahribatsız muayene yöntemleri ve kısaltmaları [13]

Muayene Adı Kıslatma

1 Röntgen Muayene RT

2 Ses dalgaları(usonik) Muayene UT

3 Manyetik Parçacık Muayenesi MT

4 Sıvı Penentrant Muayenesi PT

5 Girdap Akımları ile Muayene ET

6 Gözle Muayene VT

7 Sızdırmazlık Testi LT

8 Replika Testi Rep T

3.3.1. Radyografik Muayene

Radyografik ışınlar malzemeler de deformasyon oluşturmadan iç yapılarını inceleme olanağı sağladığından, tahribatsız muayenede yaygın olarak kullanılmaktadırlar. X ya da gama ışınları yardımıyla, malzemelerdeki kalınlık değişimleri, yapısal değişiklikler, içteki hatalar, montaj detayları tespit edilebilmektedir. Elektriksel olarak üretilen X ışınları ve radyoaktif izotoplardan yayılan gama ışınları, içerisinden geçtikleri malzeme tarafından emilirler. Kalınlığın artmasıyla beraber emilen ışın miktarı da artar. Dolayısıyla, yoğun malzemelerde daha fazla radyasyon absorbe edilir. X ve gama ışınları, ışık ile aynı özelliklere sahip olup, gümüş kristallerini film üzerinde metalik gümüşe çevirirler ve filme ulaşan radyasyon yoğunluğu oranına göre film yüzeyini yakarlar. Endüstriyel radyografide en temel kural, malzemenin bir tarafında ışın kaynağının, diğer tarafında ise bir filmin bulunmasıdır. Radyasyon kaynağı olarak X ya da gama ışın kaynağı, dedektör olarak da film ya da özel flat ekranlar kullanılmaktadır. Radyasyon kaynağının gücü malzeme cinsi

(26)

11

ve kalınlığına göre belirlenir. Enerjinin nüfuziyet etkisini belirleyen dalga boyudur. Dalga boyu küçüldükçe nüfuziyet gücü artar. X ışınlarının penetrasyon gücü, X ışını tüpüne uygulanan voltaj ile ayarlanır. Çelik malzemeler için her inç kalınlığa yaklaşık olarak 1000 volt yüklenir. Gama radyografisinde nufuziyet gücünü izotop belirler ve her izotop için değiştirilmesi olanaksızdır. Malzemeyi delerek karşı tarafa geçen ışınları algılayan film, genellikle ışık geçirmeyen bir zarf içerisine konularak test edilen malzemenin arka tarafına yerleştirilir. X ışınlarının film üzerinde oluşturduğu görüntü, normal bir ışık kaynağının oluşturduğu gölgeye benzer. Gölgeden farklı olarak malzemenin kalınlığına ve yoğunluğuna bağlı olarak film üzerinde oluşan gölgenin yoğunluğu da değişmektedir. Görüntünün netliği, radyasyon kaynağının odak büyüklüğüne bağlıdır. Parçanın içinden geçen X veya Gama ışınlarının bir kısmı parça içerisinde emilir. Bu emilme parça yoğunluğuna, parça kalınlığına ve parçanın içindeki süreksizliklere bağlıdır. İnce kısımlardan ve süreksizliklerden geçen radyasyon daha fazla olduğu için filmin bu kısımlarındaki görüntü daha koyu renkli görünür. Film test parçasının arkasına yerleştirildikten sonra X veya gama ışınları ile belli bir süre pozlanır. Pozlanmış film, banyo edildikten sonra kararma miktarı kontrol edilir, filmin kararması yoğunluk olarak adlandırılır. Filmde farklı yoğunlukların olması, test edilen parçada farklı yapıların olduğunu gösterir, filmin fazla radyasyon alan bölgeleri daha fazla kararır. Bunun anlamı, bu bölgede film yoğunluğu yüksek oluşudur.

Şekil 1.Radyografik Muayenede Pozlama

Birçok radyografik kaynak olmasına rağmen, pratikte radyografi için uygun kaynak çok azdır. Kaynak seçimine, kaynak boyutu, radyografi cihazının büyüklüğü, radyografi

(27)

12

yapılacak cismin taşınabilirliği ve kaynak enerjisi etkilidir. X ve Gama ışınlarının üretimi dışındaki bütün özellikleri aynı olup, X ve Gama ışınları elektromanyetik radyasyondur. Elektromanyetik radyasyonlar tanecik ve dalga yapısına sahiptir. X ve Gama ışınları dalga boyları kısadır. Dalga boyu giricilik güçlerini tayin eder. Dalga boyu ile giricilik ters orantılıdır, dalga boyu arttıkça, giricilik azalır ve dalga boyu küçüldükçe giricilik gücü artar. Genel olarak X ve Gama Işınları;

- Gözle görülemezler

- Hareket hızları ışık hızındadır - Fotoğraf filmine etki eder

- Bazı malzemelerde floresans ve fosfloresans meydana getirir - Elektrik veya manyetik alandan etkilenmez

- Doğrusal olarak hareket ederler - Canlı dokulara zarar verebilir

- Bazen dalga bazende tanecik karakterinde görünebilirler.

X-Işınları bir elektrik kaynağı aracılığıyla X-Işını tüplerinde oluşturulur, gama ışınları ise radyoaktif bozunum esnasında meydana gelirler. [15]

3.3.1.1. X ışınları

Elektronların yüksek hızda bombardımanı sonucu oluşan X-ışınları X-ışını tüpünde üretilirler. Şekil 2’de X-ışınlarının X-ışın tüplerinde meydana geldiği kısımları görülmektedir. Şekilde de görüldüğü gibi odaklama kabı Tungsten anot, telden Katot çıkan elektronları aşağı doğru yönlendirir. Buradaki çarpışma ile yüksek X-ışınları ve yüksek ısı ortaya çıkar. Yüksek ısı, yağ, su ve hava ile soğutulur. X-ışınları diyaframdan geçerek test malzemesi üzerine yönlendirilir. Işınlar radyografik film üzerine yansır ve oluşturduğu resim ile test malzemesi hakkında bilgi verir. Film üzerinden geçen X-ışınları kurşun plakalar tarafından emilir.[18]

(28)

13

Şekil 2.X Işınları Üretimi ve Malzeme Kontrolü [18]

Çelik malzemelerinnüfuziyet derinlikleri Tablo 3’de verilmiştir, uygulanan voltaja göre girinim artmaktadır. X-ray yönteminde test edilecek parçanın röntgeninin çekilmesi için Amper Saat, Kilovolt değerleri ile süre hesaplanarak cihaz üzerinden ayarlamaları yapılır. Penetrametre denilen kurşun şeritler çekimin netliğini kontrol etmek için kullanılır. Pozlama süresinin hesaplanması için, uygulanacak volt değeri, çekim yapılacak filmin yoğunluğu, test parçasının kalınlığı, koruyucu tabakalar varsa kalınlığı ve tipi ve film ile kaynak arasındaki uzaklık bilgileri ile belirlenir. Poz diyagramlarından yararlanılarak bu değerler bulunur ve pozlama süresi hesaplanır. [18]

Tablo 3.X-Işınları şiddetine göre nüfuziyetler [18]

U (kV) Çelik (mm) Kurşun (mm) Beton (mm)

150 15 0,3 22,9

250 37,5 0,81 27,9

400 62,5 2,21 33

3.3.1.2. Gama Işınları

Gama ısınımı yayınımı radyoaktivite ile açıklanır. Radyoaktif bir maddede, atomik kararsızlıga neden olan fazla enerjinin ısınım enerjisi olarak açıgaçıktıgı süre giden bir bozunma olayı meydana gelir. Bozunum türüne göre, Alfa, Beta ya da Gama ısınları veya bunların karısımları ortaya çıkar. Radyografik muayene için çoğunlukla gama ısınları kullanılır. [19]

Dogal olarak izotop halinde bulunan maddelerden gama ısınımı yayınır. Nötronlarla bombardıman edilen atom çekirdeğinde yapay olarak oluşturulmuş aşırı enerji, doğal haliyle ışınım yaymayan bir maddeyi ışınım yayar hale getirir. Bu işlem, bir nükleer

(29)

14

reaktörde oldugu gibi, kararlı haldeki bir atom çekirdeğinin nötron bombardımanına tutularak karasız hale getirilmesiyle yapılabilir. Bu işlem sonunda atomun çekirdeğindeki nötron ve protonların toplamı olan Atom Kütle Numarası degisir. Bu tip asırı yüklü ve kararsız çekirdek radyoizotop olarak adlandırılır. Ir 192, Co 60, Tm-170, Yb-169 ve Se-75 piyasada en çok kullanılan radyoizotoplardır [20]. Şekil 3’de Gama ışını ile radyografi çalışmasının şematik gösterimi verilmiştir.

Şekil 3.Gama ısını ile radyografi çalısmasınınsematik gösterimi [20]

3.3.2. Ultrasonik Muayene

Ultrasonik muayenede ses dalgalarının malzeme iç hatalarının belirlenmesinde kullanılmaya başlanması ilk olarak 1931 yılında çıkarılan Alman patentiyle başlamıştır. Endüstride ticari cihazların kullanılması 1940’lı yıllarda başlamıştır. Teknoloji ile elektronigindegelisimi ile yöntemin sıklıkla tercih edilen test yöntemlerinden biri haline gelmiştir. Günümüzde tahribatsız muayenenin en sık kullanılan metodlarındandır. [21] Hacimsel muayene yöntemlerinden biri olan ultrasonik muayenenin test prensibi, prob tarafından üretilen yüksek frekans ses dalgalarının test malzemesi hacminde yayılması ve hacim içerisindeki süreksizliğe çarptıktan sonra tekrar proba yansıması esasına dayanır. [22]

Ultrasonik ses dalgaları propta kesik darbeler şekilde ters piezoelektrik ile meydana glir ve malzmeye girişi sağlanır. Ses dalgaları mlzemede bir arka duvara denk gelince geri dönerler. Yankı o anda aktif olmayan proba eriştiğinde tekrar elektrik sinyaline dönüşür ve ses dalgası muayene cihazına iletilir (Şekil 4). Aşağıdaki resimde arka duvar yankısı sağ taraftaki resimde görülmektedir. Bu yankının solunda kalan bir yankı görülmesi durumunda malzeme içinde bir süreksizlik olduğu anlaşılır. [21]

(30)

15

Şekil 4. Ses dalgası ile muayene yönteminin çalışma prensibi [21]

3.3.3. Manyetik Parçacık Muyenesi

Bu yöntem ferromanyetik malzemelerin manyetize edildiğinde manyetik akımın yüzeyde hareket etmesi ve karşılaştığı süreksizliklerde değişmesi veya kesilmesi esasına dayanır. [23]

Test parçası önce bir elektro-magnet veya bir sürekli mıknatıs ile hatta test parçasının içinden veya etrafından elektrik akımı geçirmek esasında magnetize edilir. Malzeme yüzeyinde manyetik kuvvet çizgileri oluşur. Bu çizgileri yüzeyde veya yüzeye yakın bir yerde kesen herhangi bir süreksizlik olması halinde, kuvvet çizgileri süreksizliğin üzerinden atlayarak ilerlemeye devam eder, süreksizlik üzerinde yogun bir kaçak manyetik alan oluşur. Süreksizliğin göz ile görünür hale gelmesi için test yüzeyine ince demir tozları serpilir, bu tozlar renklide olabilir. Yoğun kaçak alan demir tozlarını etrafında toplayarak süreksizliğin görünür hale gelmesini sağlar. Böylece, süreksizliğin yeri, şekli ve boyutu tespit edilmiş olur. Şekil 5’de manyetik parçacık deneyinin uygulama biçimleri verilmiştir. [21]

(31)

16 3.3.3. Sıvı Penentrant Muayenesi

Sıvı penetrant muayene yöntemi, malzemenin cinsine bağlı olmaksızın, yüzeyde olan çatlak, gözenek vb. malzeme süreksizliklerinin tespit edilmesi için kullanılmaktadır. Malzeme yüzeyi, mekanik veya kimyasal olarak temizlendikten sonra kurutulur ve penetrant yüzeye uygulanır. Penetrantın yüzeye açık olan süreksizliklere nüfuz edebilmesi için bir süre beklendikten sonra yüzeydeki penetrant temizlenerek kurutulur ve süreksizlikler içindeki penetrantı emerek yüzeye yayar ve beyaz rengi sayesinde kontrastsaglayarak hatayı gözle veya büyüteçle görülebilir hale getirir. [24]

Ancak yöntemin kullanılabilmesi iki şarta bağlıdır.

1- Hata(süreksizlik) yüzeyde olmalı ve hatanın ağzı penetrant sıvının nüfuz edebileceği kadar açık olmalıdır. Süreksizliğin içinin dolu olması (pislik, boya v.b.) veya yüzey kaplama işlemleri uygulanmış (örneğin galvanizleme v.b.) olması hatalar hakkında doğru bilgiler vermez.

2- Muayene edilecek malzemenin kullanılacak muayene sıvısına dayanıklı olması, yani korozif bir oluşumun söz konusu olmaması gerekir.

Bu iki ön şartın yanı sıra muayene edilecek malzemenin poroz olması kısmen muayeneyi sınırlayıcıdır. Sıvı penetrant muayene yöntemi tipik yüzey hataları olarak sayılabilecek çatlakların, porozların, birleşme hatalarının veya katlanmaların belirlenmesi için uygundur. Ancak sıvı penetrant yöntemi özellikle manyetik olmayan ostenitik çeliklerin, alüminyum alaşımlarının ve titanyum malzemelerin kontrolünde özel anlam taşır, taşıdığı bu özel önem manyetik parçacık yönteminin bu tip malzemelerde kullanılamamasıdır.

(32)

17

Sıvı Penetrant Yöntemi, aşırı derecede gözenekler içermeyen her metalik malzeme (alüminyum, magnezyum, titanyum, demir, bakır, pirinç, bronz vb.) ve metalik olmayan malzemelere (seramik, cam, plastik vb) uygulanan çok küçük kılcal çatlakları açığa çıkarmak için kullanılan bir yöntemdir.

Penetrant sıvı yöntemi ile sadece yüzeyde olan yani yüzeye açık süreksizlikler belirlenebilir. Bu sebeple penetrantın süreksizliğe nüfus etmesi gereklidir. Kontrol işleminin aşamalarının dikkatle yapılması gerekmektedir.

3.3.3.1. Sıvı Penentrant Muayenesinin Aşamaları

3.3.3.1.1. Yüzey Hazırlama

Öncelikle test edilecek parçanın yüzeyinin(dolayısıyla çatlağın içinin) temizlenip yağ, pas, sıvanma, kaynak sıçraması, asitler, kromatlar vb. yabancı maddelerden temizlenmesi gereklidir. Su bir kirletici unsur olup birinci basamakta test yüzeyinden temizlenmesi gerekmektedir. Boya ve metal kaplamalar penetrantın çatlağa nufuziyetine engel olacağı için parça yüzeyinden sökülmelidir ve süreksizlik içinde temizleme maddesinin kalmaması gerekmektedir. [15]

3.3.3.1.2. Penentrant Uygulama

Muayene için kullanılacak penetrantın amacına uygun özelliklere sahip olması gerekmektedir. Yüzey uygulanan penetrant sadece kendi başına süreksizlik içerisine nüfuz etmez, ayrıca yer çekiminden bağımsız çalışan kapiler hareket ile süreksizlik içerisine nüfuz eder. Sıvı penetrantmuyenelerinde kullanılan penetrantın doğru viskoziteye, iyi ıslatma kabiliyetine ve yüze gerilim özelliklerine sahip olması gereklidir. Ayrıca penetrant yüzeyden kolayca akmamalı, test yüzeyine yapışarak yerini muhafaza etmeli ve buharlaşarak yüzeyden ayrılmamalıdır.

Sıvı penetrant muayenesinde kullanılan penetrant tipleri, kendi içeriklerinde bulunan boyanın cinsine göre değişik isimlerle anılırlar.

Flüoresan Penetrant (Tip 1): 320-400 nanometre arasında dala boyuna sahip siyah ışık altında görülebilen penentranttır. Sarı-yeşil renkte parlaklığa sahiptir. Kullanımı için özel teçhizatlar gerekir, ancak hassasiyete sahip olan penetranttır.

(33)

18

Görünür Penetrant (Tip 2): Gün ışığında görülebilir boya içeren penetrant çeşididir. Gün ışığı veya aydınlatılmış bir ortamda görülebilen kırmızı renge sahiptir. Karanlık oda ve siyah ışık kaynağı gerektirmediğinden en basit penentrant türüdür.

Çift Duyarlı Penetrant (Tip 3): Flüoresan ve görünür penetrant karışımı ile elde edilen penetrant türüdür. Kontrol siyah ışık altında yapıldığı gibi aydınlatılmış ortamda veya gün ışığında da yapılabilir.

Penetrant sıvı malzeme yüzeyine, daldırma, püskürtme, dökme veya fırça ile uygulanabilir. Daldırma yönteminde, test parçası penetrant dolu bir tankın içerisine daldırılır bir süre beklenir ve çıkarılarak süzülmeye bırakılır. Püskürtme yönteminde, basınçlı bir kap veya püskürtme tabancası ile penentrant sıvısı muayene yüzeyine püskürtülür. Dökme yönteminde, penetrant sıvı test edilecek parça üzerine dökülür ve süzülmeye bırakılır. Fırça uygulamasında boya fırçaları veya lifsiz topak bezlerle penetrant yüzeye sürülerek uygulanır. [15]

3.3.3.1.3. Ara Temizlik

Süreksizlik belirlenecek yüzeyine uygulanan fazla penetrantın bir ara temizlik maddesiyle yüzeyden temizlenmesi işlemidir. Genelde ara temzleyici olarak, pütürlü kaynak yüzeylerinde basınçsız su, pürüzsüz yüzeyde ise çözücü ile ıslatılmış kâğıt-bez kullanılır. Çözücünün pürüzsüz yüzye doğrudan püskürtlmesine uygun değildir. Yüzey temizlenerek, üflenerek veya max. 50 °C ısıtarak kurutulur. [14]

3.3.3.1.4. Developer (Geliştirici) Uygulaması

Developer(geliştirici), emici özelliği arttırılmış pudrayadır. Developer uygulamanın amacı, süreksizlik içine giren az miktardaki penetrantın, yüzeye çekilerek görünür hale getirilmesidir. Developer yüzeye kuru uygulamada toz halde, sıvı uygulamada ise bir tanka daldırma ile veya sprey şeklinde uygulanır. Penetrantın yeterli düzeyde emilebilmesi için belirli bir bekleme süresi vardır.[15]

3.3.3.1.5. Konrol

Developer uygulaması ve beklemesi sonunda muayene yüzeyi incelenir. EN 571-1standardına göre olması gereken en alt sseviyedekiaydınltma şiddeti, hassas görüntü alabilmek için 500 lx olmalıdır. Değerlendirme belirli kurallar çerçevesinde yapılır. [15]

(34)

19

Yapıda bulunan süreksizliğin türüne ve oluşum mekanizmasına göre, yüzeyde görünen penetrant izleri değişim göstermektedir. Süreksizlikler, sürekli çizgi, kesik kesik veya kırık çizgiler şeklinde oluşabilir. Küçük noktalar ve yuvarlak belirtiler genellikle gözenekleri ve hava boşluklarından kaynaklı delikleri gösterir. Belirtinin büyüklüğü ve ışığın kuvveti süreksizliğin derinliğinin bir göstergesi olarak kabaca ipucu verir. Küçük çatlak ve gözenekler zayıf belirtiler oluşturur, süreksizlik derin veya geniş olduğunda belirti parlak olur.

Şekil 7 a, b ve c’de, farklı süreksizlik türleri için elde edilen izler görülmektedir. Şekil 7 (a)’da verilen sürekli hat şeklinde izler. Şekil 7 (b)’de verilen kesik hat şeklindeki izler. Şekil 7 (c)’de verilen küçük delikler ise, yüzey pürüzlülüğü izleridir. [15]

Şekil 7.Farklı süreksizlik izleri [15]

3.3.4. Girdap Akımları ile Muayene

Girdap akımı testi, elektrkakımlarının malzemeye verilmesi ve malzemedeki düzensizliğin bu dalgalarının hareketinde herhangi bir değişikliğin üzerindeki bir probun içindeki bobin tarafından makinedeki elektronik işlem ve prezentasyonla tespit edildiği elektromanyetik bir muayene metodu olarak tanımlanır. Girdap akımları tekniği ayrıca malzemenin iletkenlik, tane boutu, sertlik, kalınlık ve farklı bileşimdeki malzemelerin mikro yapıları, manyetkgeçirgnliği, ısıl işlem ve kaplamaların kalınlığını etkilmeden farklı malzemelerin muayenesinde başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Kaynaktaki değişen manyetik alan malzemede elktrik alan oluşturur. Prob içindeki test bobini veya bazı durumlarda ayrı hızlandırıcı bir bobin elektronik şekilde alan etkileşmesi içindeki değiimleri belirler. Kaynktakisürksizlikler girdap akımlarının mnyetik alanını ve yönünü değiştirmekte olup bu sayede test sinyali ile süreksizliğin tespiti mümkün olmaktadır. Girdap akımları testi esas olarak ince cidarlı, alın kaynaklı bağlantılı borularda kullanılır (Sekil 8). Girdap akımları dairesel yönde ilerledikleri için, boyuna süreksizlikler girdap akımları akısındaki en belirgin değişime neden olurlar. [21]

(35)

20

Şekil 8.Girdap akımları kontrolünde oluşan manyetik alan ve akımlar [21]

3.3.5 Gözle Muayene

En eski ve en ekonomik muayene türüdür. Genel yapının, bir sistemin ve ya belirli bir parçanın muhtemel kusurunu, hasarını bulmak için kullanılır. Bu metot ile çatlak, korozyon, kalkmış boya, bozulmuş bağlama elemanı gibi gözle görünür olumsuzluklar saptanabilir[25]. Gözle kontrolün sınırlı kaldığı yerlerde çeşitli optik cihazlar kullanılabilir. Optik cihazları kullanımı ile hataların büyütülmesi mümkündür. Boroskop ve optik mikroskoplardır en çok kullanılan gözle kontrol aracaıdır.

3.3.5.1. Boroskop ile Kontrol

Bu optik kontrol cihazları ile normal şartlarda gözle görülemeyen küçüklükteki yüzeylerin incelenmesinde kullanılır. Dahili bir aydınlatmaya sahip ince uzun bir yapıdadır. Cihazlar, sert ve ya esnek olabileceği gibi, kullanım yerine göre farklı çap ve uzunlukta olabilirler. Kullanım alanlarına göre farklı tasarımları bulunmaktadır. Şekil 9’ da bir boloskopkesiti görülmektedir.

Direk gözle kontrolün haricinde, bir kamera ile ekrana aktarılan görüntünün incelenmesi avantajıda vardır. Ayrıca görüntüler kayıt altına alınabilir.

(36)

21 3.3.5.2.Optik Mikroskop İle Kontrol

Optik Mikroskoplar mikro yapı incelemelerinde kullanılmalarının yanı sıra, tahribatsız kontrol analizlerinde yüksek büyütme aralığında kullanılmaktadır. Büyütme işlemi için yakınsak bir mercek içermektedirler. Optik Mikroskop ile kontrol işlemlerinde en uygun prosedür, öncelikle genel kontroller için düşük büyütme değeri kullanmak ve ardından sorunlu bölgeleri daha yüksek bir büyütme seçerek detaylı incelemektir. [15]

3.3.6. Sızdırmazlık Testi

Kaynak bağlantılarındaki sızdırmazlık testleri, akışkan veya gas kaybıyla sonuçlanan bir durum olursa bunu belirlemek için yapılır. En basit sızdırmazlık muayenelerinden biri bir kabın veya boru sisteminin iç basıncını atmosfer basıncın üzerine çıkarmak ve kaynakların sızıntı yapan bölgelerini tesbit etmek için yapılır. Sızdırmazlık testi uygulanmadan önce tüm kaynaklar ve yüzeyler son işlemleri bitmiş halde olmalıdır.

Su en çok kullanılan maddedir, düşük maliyete sahiptir ve hazır olarak bulunabilir. Çok küçük sızıntıların bulguları doldurma ve muayene öncesi suyun kabın dışını ıslatmasına bağlı olarak gözden kaçırılabilir. Muayene ortamına küçük miktarlarda suda çözünebilir flüoresans boyaların eklenmesiyle metodun hassaslığını arttırmaktadır. Basınçlı kapların tasarım kodlarında hidrostatik basınç testinden sonra yapılması istenir ve basınç işletme basıncının 1,5 katı olan güvenlik katsayısı oranında seçilir. Asal gazlar kullanıldığı zaman, sızıntılar kabarcık olarak kabın dışında çıkacağından kabarcıkları tespit etmek amacıyla bir sıvı havuza daldırılması sonucu bulunurlar. Bu sırada da tüm kaynak dikişleri ve bağlantı noktaları kontrol edilebilir.

3.3.7. Replika Testi

Replika testi, basınçlı makinalerın gerilme yığılmasının ve sıcaklığın fazla olduğu yerlein testinde kullanılır. Temel dokümanlar replika testinin tahribatsız olduğu kanısındadır ve replika tekniğinin uygulanmasındaki pratik deneyimlere uygulanmış dökümanter çalışmalardan destek almasıdır. Replika muayenesi sürünmeye maruz kalmış Maine elemanlarının kalan ömürlerini değerlendiren bir tahribatsız muayene tekniğidir. Prensipte, replika tekniği taşınabilir taşlama ve parlatma cihazlarıyla yüzeyin mikroyapı kesiti olarak hazırlanmasını esas alır. Daha sonra yapılan yüzey dağlama işlemi ile metalografik yapıda taneleri, sınırları, karbürleri, aşınmaları ve oluşumlar arasındaki mikro yapısal farklılıkları belirginleştirilir.[14]

(37)

22 4.PASLANMAZ ÇELİKLER

Paslanmaz çelikler; min. % 12 Cr içeriğine sahip “paslanmazlık” özelliği gösteren malzemelerdir. Genel olarak bu malzemeleri incelediğimizde Fe-Cr, Fe-Cr-C ve Fe-Cr-Ni denge sistemlerine sahip olduklarını görmekteyiz. Bu çeliklerin yüksek korozyon dayanımını oluşturan unsur; yüzeye kuvvetle tutunmuş, yoğun, sünek, çok ince ve saydam bir oksit tabakasının bulunmasıdır. Çok ince olan bu amorf tabaka sayesinde paslanmaz çelikler kimyasal reaksiyonlara karşı pasif davranarak indirgeyici olmayan ortamlarda korozyona karşı dayanım kazanırlar.

4.1. Paslanmaz Çelik Türleri

Paslanmaz çeliklerde kimyasal bileşimler değiştirilerek farklı özelliklerde alaşımlar elde edilebilir.C’lu çelikler, yapılarında Mn, Si, P, O, N gibi, çelik üretim yöntemlerinden gelen elementler bulunduran demir karbon alaşımlarıdır. Bu malzemeler, ucuz ve kolay şekillendirilebilen malzemeler olup, sertleşme yetenekleri azdır. Ayrıca korozyon dayanımları düşük olduğu için, bu malzemelerin korozyona maruz kalan kısımlarının paslanmaz çeliklerle birleştirilmesi önem kazanmaktadır. Yapılarındaki C oranına göre; düşük C’lu çelikler (% 0,05–0,3 C), orta C’lu çelikler (% 0,3–0,8 C), ve yüksek C’lu çelikler (% 0,8–1,7 C) olmak üzere 3 gruba ayrılırlar [18]. Cr miktarı yükseltilerek veya Ni ve Mo gibi alaşım elementleri katılarak korozyon dayanımı arttırılabilir. Bunun dışında Cu, Ti, Al, Si, Nb, N, S, Se gibi bazı elementlerle alaşımlama ile ilave olumlu etkiler sağlanabilir. Bu şekilde makine tasarımcıları ve imalatçıları değişik kullanımlar için en uygun paslanmaz çeliği seçme şansına sahip olurlar. Paslanmaz çeliklerde iç yapıyı belirleyen en önemli alaşım elementleri, önem sırasına göre Cr, Ni, Mo, ve Mn dır. Bunlardan öncelikle Cr ve Niiçyapınınferritik veya ostenitik olmasını belirler. Genel olarak bu malzemeleri incelediğimizde Fe-Cr, Fe-Cr-C ve Fe-Cr-Ni denge sistemlerine sahip olduklarını görürüz.

(38)

23

Şekil 10. Değişik paslanmaz çelik türleri için Ni ve Cr miktarları

Paslanmaz çelikler, mikroyapılarına göre; a) Ferritik,

b) Östenitik, c) Martenzitik, d) Dubleks,

e) Çökelme sertleşmesi yapabilen çelikler olmak üzere beş grupta incelenir [26].

4.1.2.Ferritik Paslanmaz Çelikler

Ferritik paslanmaz çeliklerin tamamı ergime sıcaklığından oda sıcaklığına kadar ferritik olarak bilinen hacim merkezli kübik (KHM) kristal kafes sistemine sahip olup, genellikle % 11–28 arasında Cr içeriğine sahiptirler. Orta ile iyi derecede olan korozyon dayanımı Cr miktarının artması ile iyileşir. Ferritik paslanmaz çeliklerde ısıl işlemle dayanım arttırılamaz ve sadece tavlanmış durumda kulanılır. Aynı zamanda manyetik olan bu çelik türünün kaynak edebilme kabiliyetleri düşüktür ve kolay şekillendirilemezler [27].

4.1.3.Östenitik Paslanmaz Çelikler

Östenitik paslanmaz çelikler, geniş bir sıcaklık aralığında (oda sıcaklığından ergime sıcaklığına kadar) tek fazlı KYM bir kristal kafes sistemine sahiptir. Bu alaşımlardan AISI 300 serisi, genellikle %8-20 Ni ve % 16-25 Cr içerir [28]. Toplam paslanmaz çelik üretimi içinde östenitik paslanmaz çeliklerin payı % 70’tir ve aralarında en çok kullanılan 304

(39)

24

kalitedir.Mükemmel korozyon dayanımınasahiptirler.Kaynak edilebilme

kabiliyetlerimükemmeldir.Sünek olduklarından kolay şekillendirilebilirler. Hijyeniktirler, temizliği ve bakımı kolaydır. Yüksek sıcaklıklarda iyi mekaniközelliklere sahiptirler. Düşük sıcaklıklarda da mekaniközellikleri mükemmeldir. Manyetik değildirler (tavlanmış halde), dayanımları sadece pekleşme ileartırılır.

Tablo 4.Östenitik paslanmaz çeliklerin nominal kimyasal analiz değerleri

Şekil 11. Östenitik çelik mikro yapısı

4.1.4.Martenzitik Paslanmaz Çelikler

Martenzitik paslanmaz çelikler, kübik hacim merkezli (KHM) veya sertleştirilmiş halde tetragonal kristal kafes sistemine sahip Cr-C alaşımlarıdır. Martenzitik paslanmaz çelikler atmosferik korozyona karşı dirençli olup, Cr içerikleri genellikle % 11-18, C içeriği ise % 1,2’ye kadar çıkmaktadır. Martenzitik paslanmaz çelikler orta derecede korozyon dayanımına sahiptirler ve ısıl işlem uygulanabilir. Böylece yüksek dayanım ve sertlikler elde edilebilir. Kaynak edilebilme kabiliyetleri düşüktür [29].

(40)

25 4.1.5Dubleks Paslanmaz Çelikler

Dubleks paslanmaz çelikler; Fe, Cr, Ni sistemine dayalı iki fazlı alaşımlardır. Bu alaşımlar, mikroyapıda eşit oranda KHM ferrit ve KYM ostenit bulundurur. Dubleks paslanmaz çelikler düşük karbon içeriği (% < 0.03) ve Mo, N, W ve Cu katkılarıyla bilinirler. Genellikle % 20-30 Cr ve % 5-10 Ni içerirler. Dupleks paslanmaz çeliklerin alaşım katkıları hem ostenit hem de ferrit oluşturuculardır. Bu malzemelerde kullanılan ana alaşım elementleri içerisinde Cr ve Moferrit oluşturucu, Ni, C, N ve Cu östenit oluşturucudur [30].

4.1.6Çökelme Sertleşmeli Paslanmaz Çelikler

Çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler üstün korozyon direncine sahip Fe-Cr-Ni alaşımlarıdır. Bu alaşımlar, Cu, Al, Ti, Nb ve Mo gibi elementlerin biri veya birkaçı kullanılarak çökelme sertleşmeli martenzitik ve Ostenitik hale gelirler [50]. Paslanmaz çeliklerde Ni, C, Mn ve N gibi elementler ostenit oluşturucu, Cr, Si, Mo, ve Nb gibi elementler ise ferrit oluşturucu elementler olarak kullanılırlar [31].

(41)

26 4.2.Paslanmaz Çeliklerin Kaynak Edilebilirliği

Paslanmaz çelikler, genel olarak bütün ergitme ve katı hal kaynak yöntemleri ile birleştirilebilmektedirler. Ergitme kaynak yöntemleri içerisinde yaygın olarak; Elektrik-Ark, Tozaltı, MIG, TIG, Plazma, Elektron Işın, Direnç kaynağı ve Lazer kaynak yöntemleri kullanılmaktadır. Bu kaynak yöntemleri arasında özellikle lazer kaynağı, yeni veya özellikleri geliştirilmiş malzemelerin mevcut ergitme kaynak yöntemleri ile kaynak edilmesinden doğan problemleri ortadan kaldırdığı için son yıllarda geniş bir uygulama alanı bulmuştur. Klasik kaynak yöntemleri ile bu malzemeleri kaynak etmek güçtür. Ergitme kaynağında viskozitenin yüksek olması, ergime esnasında kaynak bölgesinde akıcılığın düşük olması ve istenmeyen reaksiyonların olması gibi faktörler kaynağın mukavemetini düşüren en önemli özelliklerdir. Dolayısıyla, bu malzemeler için çatlama riskini ortadan kaldıracak ve içyapıda en az değişikliğe yol açacak birleştirme yöntemleri kullanılması zorunludur [32].

(42)

27 5. HARDOX 400 ÇELİĞİ

Hareket halindeki malzemelerin birbirleri ile sürtünmesi sonucu meydana gelen aşınmaya abrasiv aşınma denilmektedirAbrazyon aşınması, birbirine göre izafi hareket yapan iki cisim arasına çevre etkisiyle yabancı sert parçacıkların girmesi ve bu parçacıkların yumuşak yüzeye gömülerek sert yüzeyden sanki eğelercesine veya zımparalarcasına malzeme kaldırmasıyla kendini gösteren bir aşınma türüdür. [2].

Tablo 5.Abrasiv aşınma türleri [1,2]

Çeşitli endüstriyel alanlarda aşınma direnci yüksek malzemelere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu ihtiyacı karşılamak için çeşitli alaşımlarda malzemeler geliştirilmektedir. Hardox serisi çelikler de bu tür malzemelerden birisi olup, özellikle aşınma direnci oldukça yüksektir. Bu yönüyle bu çelik türü diğer yüksek dayanımlı çeliklere göre aşınma bakımından daha uzun ömürlü olmakta ve bu özelliğinden dolayı yaygın olarak kullanılmaktadır [33-34]. Hardox, demir cevherinden imal edilmiştir. Bu ham maddenin saf olarak kullanılması sebebiyle,