ITAB ( HAZ : Heat Affected Zone )

ITAB ( HAZ : Heat Affected Zone )

20 Temmuz 2018 Kapalı Yazar: admin

ITAB NEDİR ?

Metal malzemeler bir kaynak işlemi gördükleri zaman, kaynak dikişine bitişik olan bölge, kaynağa uygulanmış olan sıcaklık derecesinin, daha doğrusu ısıl çevrimin etkisi altına kalır( ITAB ).

Özellikle, yüksek mukavemetli yapı çeliklerinde bu ısıl çevrim, çeliğin eldesi sırasında görmüş olduğu ısıl çevrimlerden farklı olduğundan, ortaya iç yapısı, buna bağlı olarak da mekanik özellikleri farklı bir bölge ortaya çıkar.

ITAB

ITAB

Ergime çizgisinin esas metal tarafında, kaynak sırasında uygulanmış olan ısının oluşturduğu çeşitli çevrimlerden etkilenmiş ve dolayısı ile iç yapı değişimine uğramış bir bölge vardır, bu bölgeye ITAB Isı Tesiri Altındaki Bölge adı verilir.

Isıdan etkilenmiş bölge, kaynak metali ile esas metalin birleştiği sınırdan başlayarak, kaynak işlemi sırasında sıcaklığın iç yapıyı, dolayısıyla esas metalin özelliklerini etkilediği bölgedir.

Çeliklerin kaynağında bu bölgede sıcaklık 1450°C-700°C arasında değişmektedir. Burada erişilen maksimum sıcaklığa bağlı olarak çeşitli iç yapı ve özellik gösteren bölgeler görülür.

ITAB Bölgeleri



Bu bölgede erişilen maksimum sıcaklık derecesi, kaynak dikişi eksenine olan uzaklığın ve sıcaklığın değişimi de zamanın fonksiyonu olarak bilinirse; kaynak işlemi sonunda oluşabilecek iç yapı, esas metalin özellikleri ve bileşimi göz önünde tutularak bir dereceye kadar önceden saptanabilir.

Kaynak sırasında ısıdan etkilenmiş bölge, hızlı bir şekilde ısınmakta ve sonra da parça kalınlığı, ısı girdisi ve ön tav sıcaklığının fonksiyonu olarak yine hızlı bir biçimde soğumaktadır.

Çeliğin bileşimine göre bu soğuma hızı, kritik soğuma hızını aştığında genellikle 900°C’nin üzerindeki sıcaklığa kadar ısınmış bölgelerde sert, dolayısı ile kırılgan bir yapı oluşur. Bu bölge bağlantının en kritik bölgesidir ve bir çok çatlama ve kırılma bu bölgede ortaya çıkarak yapının tahrip olması ile sonuçlanır.

Çeliklerin kaynağında ısının etkisi altında kalan bölge, iç yapıdaki tane büyüklüğü bakımından şu değişik bölgeleri gösterir;

  • İri taneli bölge
  • İncele taneli bölge
  • Kısmen dönüşmeye uğramış bölge
  • İç yapı değişikliğine uğramamış bölge

İri Taneli Bölge

Ergime bölgesinde bitişik olan kaynak sırasında 1450 ile 1150°C arasındaki sıcaklıklarda kalmış bölgedir. Bilindiği gibi, metaller yeniden kristalleşme sıcaklığının üstündeki bir sıcaklığıa kadar ısıtıldıklarında tane büyümesi adı verilen bir olay meydana gelir. Bazı taneler büyüyerek kısmen beya tamamen küçük tanelerin yerin geçer ve dolayısıyla ortalama tane boyutu büyür.

Tane büyümesi hızı, sıcaklık arttıkça artar ve metalin solidüsüne yaklaştığında büyüme çok hızlanır. İri taneli yapılar, ince taneli yapılara oranla daha gevrek ve kırılgan olduklarından oluşmaları istenmez.

Çeliklerde kaynak sırasında ergime çizgisine bitişik olan esas metal, solidüse yakın bir sıcaklığa eriştiğinden östenit içinde fazla miktarda tane büyümesine rastlanır. Bir çeliğin kaynak edilebilirliği açısından tane büyümesi çok önemlidir, çünkü soğuma olayı sürecinde oluşan dönüşümlere, östenit tane büyüklüğünün etkisi oldukça şiddetlidir.

Östenit tane büyüklüğüne etki eden faktörleri saptayabilmek amacıyla Berkhout ve Van Lent adlı araştırmacılar, iki ayrı bileşimdeki çeliği ısıl çevrimlere tabi tutmuşlardır. Isıtma hızı, maksimum sıcaklık derecesi ve soğuma hızı bağımsız değişen olarak alınmış ve yapıya sahip parçalarüzerinde yaptıkları dağlama sonucu, ilkel öztenit tanelerinin varlığını saptamışlardır.

Bu çalışmaların sonucunda; östenit tane büyüklüğünün erişilen maksimum sıcaklık derecesi ve soğutma hızı bağımsız değişen olarak alınmış ve östenit tane büyüklüğü; parça hızlı soğutularak ölçülmüştür. Araştırıcılar, martenzitik iç yapıya sahip parçalar üzerinde yaptıkları dağlama sonucu, ilkel östenit tanelerinin varlığını saptamışlardır.

Bu çalışmaların sonucunda; östenit tane büyüklüğünün erişilen maksimum sıcaklık derecesi ile büyük ölçüde ilgili olduğunu, ısıtma ve soğutma hızındaki değişimin her iki çelikte de araştırılan bölgede tane büyümesini çok az etkilediğini saptamışlardır.

Östenit tane büyümesi için gerekli olan tane sınır ilerlemesi ciddi bir şekilde tane sınırlarına çökelmiş bulunan alüminyum, vanadyum, titanyum, niyobyum nitrür ve karbon nitrürleri tarafından engellenir. Bu durum özellikle modern çelik yapımında, üretim esnasında tane büyümesine engel olmak için geniş çapta kullanılır. Bu engelleme daha çok düşük sıcaklıklar için geçerlidir, çünkü nitrür ve karbo-nitürler 900°C’nin üzerinde tane içinde çözelti haline geçmeye başlarlar.

1150°C civarında tümü çözelti haline geçtiğinden artık bunların da tane büyüme olayına engel olma olasılıkları ortadan kalkar.

İnce Taneli Bölge

Kaynak sırasında 1150-900°C arasında bir sıcaklığın etkisinde kalmış bu bölgede tane büyümesine rastlanmaz. Yeniden kristalleşmiş bölge olarak adlandırılan bu bölgede de östenit oluştuğundan, soğuma sırasında soğuma hızına ve çeliğin bileşimine bağlı olarak aynen iri taneli bölgedeki yapıya benzer ince taneli bir iç yapı görülür.

Kısmen Dönüşmüş Bölge

İnce taneli bölgenin devamı olan bu bölge, kaynak işlemi sırasında A3 ve A1 arası bir sıcaklığa kadar ısınmış olup, bölgesel bir östenitizasyona uğramıştır. Östenit, dönüşüme uğradığından yapısındaki östenit miktarına bağlı olarak, ilk iki bölgeyi andıran bir iç yapı ortaya çıkar.

İç Yapı Değişikliğine Uğramayan Bölge

Bu bölge A1’in altındaki bir sıcaklık derecesine kadar ısınmış olup, ısınma sürecinde çelikte bir dönüşüm oluşmamıştır. Bu bölgede bazen iç yapılarda hafif bir temperleme etkisi görülebilir.

Kaynak işleminde genellikle metal önce liküdüsün üstünde bir sıcaklığa kadar ısıtılmakta ve sonra da soğutulmaktadır. Dolayısıyla çeliklerin kaynağında, kaynak bölgesinde, yukarıda belirtilmiş olan bütün bu dönüşümler sırasıyla oluşacaktır.

Isıtmayı takip eden soğuma yavaş bir şekilde gerçekleştiğinde veya çeliğin karbon veya alaşım elementi içeriği sertleşmeyi oluşturacak miktarda değilse, elde edilen iç yapı ilkel yapının aynıdır.

Buna karşın, sertleşme eğilimi olan çeliklerde ise, soğumanın hızlı olduğu durumlarda daha önce bahsedilmiş olan ve genellikle arzu edilmeyen özellikleri taşıyan iç yapılar oluşur ki; işte çeliklerin kaynağını etkileyen en önemli etken budur.

Isıdan etkilenmiş bölge, ergitme kaynağında devamlı olarak ortaya çıkar ve bundan kaçınılması olanaksızdır.

Boyutları ise; kaynak işlemine uygulanan enerji girdisi, soğuma hızı, parçanın şekli, boyutları ve sıcaklığı ile malzemenin ısı iletim kabiliyetinin etkisi altındadır. Bu faktörlerden değiştirilmesi olanaklı olanlar yardımı ile ısıdan etkilenmiş bölge bir dereceye kadar kontrol altında tutulabilir.

ITAB 2

ITAB

 

ITAB ’da sert ve kırılgan bir yapının ortaya çıkması ,soğuk çatlakların oluşmasına neden olmaktadır. Kaynaktan sonra ortaya çıkan iç gerilmelerin, çalışma koşullarındaki zorlamaların ve kaynak banyosundan yayılan hidrojenin etkilerinin birbiri ile kılcal çatlaklar oluşmaktadır. Genellikle yüzeyden görülmeyen bu çatlaklar zamanla ses hızının yaklaşık 1/3’ü kadar ) parçanın kaynak dikişine paralel olarak boydan boya kırılmasına neden olur.

İkinci Dünya Savaşı sürerken ABD’de inşa edilmiş Liberty türü şileplerin ve T2 türü tankerlerin büyük bir kısmı bu gevrek kırılma olayının kurbanı olmuş ve gemiler aniden 2 parçaya bölünerek batmıştır. Bu çatlaklar genellikle ergime çizgisine çok yakın olduklarından bazen bir birleşme hatası gibi görülebilirler. Burada kusur kaynak metali ya da kaynakçıya yüklenir. Ancak; buradaki gerçek sorun, çeliğin sertleşmeye olan eğilimidir. Sertleşen çelikler ancak özel önlemler alınarak kaynak edilmelidir.

 

Korozyon ile ilgili yazımıza aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz…

https://www.metalurjimalzeme.net/korozyon-tanim-ve-onemi/

 

Please follow and like us: