Karbon Eşdeğeri

Karbon Eşdeğeri

9 Ağustos 2018 Kapalı Yazar: admin

Karbon Eşdeğeri

Karbon eşdeğeri kavramı, kaynakta çeliğin sertleşme eğilimini belirten bir değer sayısının bulunması ve bununla çeliğin bileşimine dayanarak, kaynak kabiliyetini belirten bir formülün elde edilebilmesi için birçok çalışmalar yapılmış ve alaşım elementlerinin verdiği sertleşmeye eş değerde sertliği sağlayacak karbon miktarı saptamak için ortaya çıkmıştır. Bu şekilde saptanan ve çeliğin bileşimindeki alaşım elementlerinin oluşturduğu sertliğe eş sertliği veren karbon miktarına karbon eşdeğeri adı verilmiştir.

Birçok ülkede ve çeşitli yönergelerde, kaynaklı konstrüksiyonlarda kullanılacak çeliklerin içeriğindeki karbon ve mangan miktarları sınırlandırılmıştır. Bu iki element de çeliğin sertleşme eğilimi dolayısıyla çatlak oluşumu olasılığını arttırırlar.

Karbon eşdeğeri büyüdükçe kaynaktan sonra soğumanın yavaşlatılması gerekmektedir. Bunun için de tek bir çözüm parçaya kaynaktan önce bir ön tavlama uygulayarak soğuma hızını yavaşlatmaktır. Karbon eş değerine bağlı olarak ön tavlama sıcaklıkları saptanmış olduğundan uygulamada olay oldukça basite indirgenmiştir. Yalnız burada kesinlikle bilinmesi gereken çeliğin bileşimidir.

Karbon eşdeğeri hesaplanması konusunda, literatürde çok değişik formüllere rastlanılmaktadır. Bunlar salt bilimsel açıdan düşünüldüğünde, ne çelikleri sınıflandırmak için kriter olabilmekte ve ne de kaynak kabiliyetinin bir ölçüsü olarak kullanılabilmektedir. Ancak; uygulamada kullanılabilen ve doyurucu sonuçlar veren ampirik bağlantılardır.

Uluslararası Kaynak Enstitüsü’nün ( IIW ) IX No’lu Kaynak Kabiliyeti Komisyonu’na göre karbon eşdeğeri formülü ;

Formül ;



 

 

 

karbon eşdeğeri

karbon eşdeğeri

 

Uluslararası Kaynak Enstitüsü’nün IX no’lu Kaynak Kabiliyeti Komisyonu çatlamaya karşı bir emniyet olarak ısıdan etkilenmiş bölgede sertliğin 350 HV’i aşmaması önemle önermektedir. Isıdan etkilenmiş bölgenin sertliğini düşürmek için uygulanan en emin yol parçaya kaynaktan önce bir ön tavlama uygulamak ve bu sıcaklık derecesinde kaynağı yapmaktır. Bu şekilde   soğuma hızı da kritik soğuma hızından daha yavaş bir hıza düşürülmektedir. Birçok kitap yazarlarınca önerilen ikinci biryöntem de, parçaya kaynaktan sonra bir normalizasyon tavlaması uygulamaktır. Bu şekilde parça normalize edilmiş olduğundan ısıdan etkilenmiş bölgede martenzite rastlanmaz.

Bu ikinci yöntem, martenzitin yok edilmesi açısından çok emin bir yol olmasına karşın, özellikle basınçlı kaplar gibi, kalıcı gerilmelerin şiddetli olduğu hallerde uygulanması pek iyi bir çözüm olarak görülmemektedir. Zira, ilkel soğuk çatlaklar martenzit oluştuktan sonra soğutma hızı ve kalıcı gerilmelerin şiddetinin etkisi ile oluşmaktadır. O halde kaynaktan sonraki ısıl işlemin bu çatlaklara bir etkisi yoktur. Ancak, kullanım sırasında doğabilecek çatlaklara etkisi vardır. Dolayısı ile, öntavlama bileşimin bir ısıl işlem gerektirdiği koşullarda şarttır, ancak, gerekirse, emniyeti arttırmak açısından bir de normalizasyon tavlaması yapılabilir.

Bir yapı çeliğine uygulanacak ön tavlama sıcaklığını karbon eşdeğeri ile belirleyen bir takım formüller geliştirilmişse de en garantili yol, bu tür bir formül kullanmadan aşağıdaki tavlama değerlerini uygulamaktır;

Karbon Eşdeğeri ve Tavlama Sıcaklığı

karbon-esdegeri

Görüldüğü gibi karbon eşdeğeri tamamen çeliğin bileşimi ile ilgili olup, kaynağa uygulanan enerji, kaynak ağız biçimi, parçanın geometrisi ve kalınlığı ile ilgili faktörleri içermemektedir. Bunlar, soğuma hızını birinci derecede etkileyen ve dolayısıyla ITAB’da oluşan iç yapıyı da etkileyen faktörlerdir.

Örneğin, 200 mm kalınlığında ve karbon eş değeri % 0.45 civarında olan bir çelik ön tavlama yapılmadan kaynak edildiğinde, IIW tarafından kritik sertlik derecesi diye kabul edilen 350HV’den daha sert bir ITAB oluşmaktadır.

Aynı parça 100°C’lik ön tavlama uygulanarak kaynatıldığında, ITAB sertliği, hemen kritik sertlik değerinin altına düşmektedir.

Sertleşmeye eğilimi olan, karbon eşdeğeri %0.45’tendaha büyük olan çeliklerin güvenle kaynatılabilmesi için kaynak kanında aşağıdaki hususlara özen gösterilmelidir;

  • Uygun seçilmiş bir ön tavlama sıcaklığı tüm parçaya uygulanmalıdır.
  • Bütün kaynak işlemi süresince bu sıcaklığın aynı kalmasına özen gösterilmelidir.
  • Kurutulmuş bazik elektrodlar kullanılmalıdır.
  • Parçaya bir gerilme giderme tavı uygulanacak ise, olabildiğince kaynaktan hemen sonra, parça soğumadan yapılmalıdır. Parça, tavlamadan sonra fırında bekletilerek 300°C’ ye kadar soğuduktan sonra çıkarılmalı ve sakin havada soğumaya terk edilmelidir.

 

ITAB ( Isı Tesiri Altındaki Bölge ) ile ilgili yazımıza aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz…

https://www.metalurjimalzeme.net/itab-haz-heat-affected-zone/

 

TSE’nin ön ısıtma ile ilgili standart bilgi  sayfası aşağıdaki linkte verilmiştir…

https://intweb.tse.org.tr/standard/standard/Standard.aspx?081118051115108051104119110104055047105102120088111043113104073083120056086072075111121100051077

Please follow and like us: