Gzi Üniv. Müh. Mim. Fk. Der. J. F. Eng. Arh. Gzi Univ. Cilt 19, No 4, 455-465, 2004 Vol 19, No 4, 455-465, 2004 YAKMA ALIN KAYNAĞI İLE BİRLEŞTİRİLEN 16MnCr5 ZİNCİR ÇELİĞİNDE YIĞMA AKIM ZAMANI VE TAM TAVLAMA ISIL İŞLEMİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ Cemil ÇETİNKAYA ve Uğur ARABACI Metl Eğitimi Bölümü, Teknik Eğitim Fkültesi, Gzi Üniversitesi, 06500, Teknikokullr, Ankr ÖZET Bu çlışmd 16MnCr5 zinir çeliği çifti iririne ykm lın kynğı yöntemiyle irleştirilmiştir. Deney çlışmlrı sırsınd yığm sını 2 Br yığm kım zmnı ise 1,6, 1,8 ve 2 sniye olrk seçilmiştir. Belirlenen prmetrelerde kyntıln numunelerin ir gruun kynk sonrsı tm tvlm ısıl işlemi uygulnmıştır. Deney sonuçlrı tüm numunelerde en yüksek sertlik değerlerinin kynk ölgesinde meydn geldiğini nk yığm kım zmnının rtmsıyl irlikte ısıl işlem görmeyen numunelerin ynı ölgedeki sertlik değerlerinde düşüş olduğunu göstermiştir. Çekme dynımınd ise önemli ir rtış olurken, kynk sonrsı uygulnn tm tvlm ısıl işlemi sertlik ve çekme dynımınd ir düşüşe yol çmıştır. Anhtr Kelimeler: Ykm lın kynğı, yığm kım zmnı, tvlm, meknik özellikler. AN INVESTIGATION OF EFFECT OF UPSETTING CURRENT TIME AND FULL ANNEALING HEAT TREATMENT ON MECHANICAL PROPERTIES OF 16MnCr5 CHAIN STEEL WELDED WITH FLASH BUTT WELDING ABSTRACT In this study, pir of 16MnCr5 hin steel ws welded to eh other y using flsh utt welding method. During the experimentl study the pressure ws set to 2 Brs nd upsetting urrent times were hosen s 1.6, 1.8 nd 2 seonds. The smples were welded under these test onditions. Some of the welded smples ws sujeted to full nneling het tretment. Experimentl results showed tht, welding interfe exhiited the highest hrdness. However hrdness in the interfe of non-het treted smple deresed with inresing upsetting urrent time. Tensile strength inresed with inresing upsetting urrent time. Full nneling het tretment redued the hrdness nd tensile strength of the welded smples. Keywords: Flsh utt welding, upsetting urrent time, nneling, mehnil properties. 1. GİRİŞ Kynk; uygulndığı mlzemeye, işlemlerine ve mın göre çeşitlere yrılmktdır. Endüstride zinir ve rylrın kynğınd en fzl ykm lın kynğı yöntemi kullnılmktdır. Ykm lın kynğı slınd elektrik direnç kynk işleminin ir türüdür; ısı, dövme ve yığm işlemlerinden oluşur [1-2]. Ykm işlemi, dirençle ısıtm işleminden frklılık gösterir. Yüzeydeki pürüzler tems nınd tems yüzeyinin küçük oluşun, u d direnin rtmsın neden olktır. Tems yüzeylerinden çok yoğun ir kım geçtiğinden, pürüzler üzerinde çok kuvvetli ir ısınm meydn gelir [3-4]. Tems noktlrı ni olrk ergime sıklığın ulşır. Ergime hlindeki u küçük mlzeme himleri ptlr ve ynn zerreikler dışrı doğru fırlyrk yeni krter ve çukurlr oluştururlr. Kızk hreket ettirildiğinde u krterlerin uç noktlrı tekrr tems geçer ve öylee oly lın yüzeyinin kynk sıklığın gelmesine kdr devm eder [5-6]. Ynmnın ütün yüzeyi kplmsı ve irleştirileek yüzeyin tmmının ergimesinden sonr, tlnın ni hreketi ile yüksek sıklıktki yüzeyler iririne stırılır. Böylee pürüzlerin tems dirençleri ortdn
C. Çetinky ve U. Arı Ykm Alın Kynğı ile Birleştirilen 16MnCr5 Zinir Çeliğinde Yığm Akım Zmnı ve Tm Tvlm... klkr ve kıvılımlnm d iter. Kıvılımlnm süresi; mlzemenin ısıl iletkenliğine, prçlrın kesitine, kıvılımlnm çevirimine ve sekonder devre güüne ğlıdır [7]. Bu çlışmd, üyük ölçüde zinir hlklrı üretiminde kullnıln 16MnCr5 çeliğinin kynklnilmesi ve önemli prmetrelerden oln yığm sını sit tutulup, yığm kım zmnı rttırılrk unlrın kynğ etkileri rştırılmıştır. Dh sonr kyntıln numunelere ısıl işlem uygulnmış ve u işlemlerin sertlik, mikroypı ve çekme dynımın etkileri inelenmiştir. 2. MATERYAL VE METOD 2.1. Mteryl Deneylerde, Tlo 1 de kimysl nlizi verilen 16MnCr5 çeliğinden 100 mm. oyund ve 18 mm çpınd kesilen 90 det numune kullnılmıştır. 2.2. Deneysel Metot Yüzeyleri temizlenerek kynk işlemine hzır hle getirilen numunelerin. kynk işlemi OSTİM deki YAPAŞ Zinir Friksı nd, SCHLATTER mrk ykm lın kynk mkinesi ile ypılmıştır. Kynk süresine çenelerin sıkm yüzeylerinde tems direni oluşmmsı için temizliğe dikkt edilmiş ve şğıdki prmetreler sit tutulmuştur. Voltj...3 Volt Akım şiddeti...30 A Ön ısıtm zmnı...3 Sniye Tems zmnı...1,2 Sniye Çene sıkm sını...3 Br Mkine sını...6 Br Deney prmetreleri mkinenin güü ve teknik özellikleri dikkte lınrk tespit edilmiştir. Birleştirme işlemlerinde mkinenin en düşük yığm sını oln 2 r sit tutulmuştur. İki sniyenin üstündeki yığm zmnınd kynk metlinde yer yer istenmeyen ynmlr görüldüğü için u sürenin üzerine çıkılmmıştır. Tlo 2 de verilen prmetrelerde kyntıln numunelerin, her irinden sertlik, mikroypı ve çekme deneyleri için eşer det yrılmıştır. Dh sonr iki gru yrıln numunelerin ir gruu (45 Adet) kynk sonrsı Şekil 1 de grfiği verilen ısıl işleme ti tutulmuştur. Mikroypı fotoğrflrı için % 2 Nitl ile dğlnn numunelerin mikroskop görüntüleri Prior mrk mikroskop ile çekilmiş, sertlik ölçümleri ise Instron Wolpert mrk sertlik ölçüm ihzı ile Hv5 yük ltınd Vikers sertlik ölçümü ypılmıştır. Sertlik deneylerinde her ir ölgeden lınn 4 ölçümün ortlmsı kullnılmıştır. Deney numunelerinin ITAB ölgesine it kopm yüzeyi SEM fotoğrflrı ise Jeol JSM 5600 mrk elektron mikroskou ile çekilmiştir. Yine EDX ölçümleri u elektron mikroskoun ğlı ilgisyr yrdımıyl ypılmıştır. Tlo 2 deki (I) kodu ile verilen deney numuneleri kynk işleminden sonr 780 0 C de 4 st tvlnmış, dh sonr fırın içerisinde yvş soğutulmy ırkılmıştır. 0 s ıklık KOD Tlo 2. Uygulnn deney prmetreleri Yığm Kynk Yığm kım sonrsı Bsını zmnı ısıl işlem [Br] [sniye] durumu Numune Adeti A 1 2 1,6 Görmedi 15 A 2 2 1,8 Görmedi 15 A 3 2 2 Görmedi 15 I-A 1 2 1,6 Gördü 15 I-A 2 2 1,8 Gördü 15 I-A 3 2 2 Gördü 15 800 640 480 320 160 0 780 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 zmn (st) Şekil 1. Kynk sonrsı numunelere uygulnn ısıl işlem grfiği 3. DENEY SONUÇLARI VE TARTIŞMA 3.1. Sertlik Sonuçlrı Kynk metli kesiti üzerinde 5 Hv lik yük ltınd sertlik ölçümlerinin lındığı noktlr Şekil 2 de verilmektedir. Şekil 3 te verilen sertlik grfiklerinde ise A 1 ve I-A 1 numuneleri 1,6 sniye, A 2 ve I-A 2 numuneleri 1,8 sniye, A 3 ve I-A 3 numuneleri ise 2 sniye yığm kımı zmnınd kyntılmıştır. -7 mm -5 mm 0 5 mm 7 mm Şekil 2. Kynk metli kesiti üzerinde sertlik ölçümlerinin lındığı noktlr (Burd 0 kynk metli merkezini ifde etmektedir) Tlo 1. 16MnCr5 çeliğinin kimysl nlizi % C % Cr % Mn % Si % Mo % Ni % Co % P % Al % S 0,143 1,04 1,17 0,188 0,0301 0,0619 0,0205 0,010 0,0234 0,019 456 Gzi Üniv. Müh. Mim. Fk. Der. Cilt 19, No 4, 2004
Ykm Alın Kynğı ile Birleştirilen 16MnCr5 Zinir Çeliğinde Yığm Akım Zmnı ve Tm Tvlm... C. Çetinky ve U. Arı Sertlik (Vikers) sertlik (Vikers) 325 300 275 250 225 200 175 150-8-7-6-5-4-3-2-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Kynk merkezine uzklık (mm) 200 190 180 170 160 150 [] 140-8 -7-6 -5-4 -3-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Kynk merkezine uzklık (mm) A1 A2 A3 [] Şekil 3. Isıl işlem görmemiş A 1, A 2, A 3 numunelerine it, Kynk sonrsı tm tvlm ısıl işlemi görmüş I-A 1, I-A 2, I-A 3 numunelerine it sertlik grfikleri I-A1 I-A2 I-A3 Şekil 3- d verilen ve ısıl işlem görmemiş A 1, A 2 ve A 3 numunelerine it sertlik grfiklerinde, en yüksek sertliğe kynk ölgelerinde ulşıldığı görülmektedir. Her ir ölgeden lınn 4 er sertlik ölçümünün ortlmlrınd A 1 numunesinde 298, A 2 numunesinde 285 ve A 3 numunesinde ise 281 Hv lik sertlik değerleri elde edilmiştir. Ank yığm kım zmnının rtmsıyl kynk ölgelerinin sertlik değerlerinde z d ols ir düşüş olduğu görülmüştür. Yılmz [8] ktı hl kynk teknikleri çlışmsınd kynk çizgisi oyun HSS trfınd kynk metlinde mksimum sertliğin oluştuğunu, yrı Civelekoğlu [9] yptığı frklı metl çiftlerine ykm lın kynğı uygulmsınd d en sert ölgenin kynk metlinde görüldüğünü ifde etmiştir. Kynk metlinin merkezinden n metle doğru ilerledikçe sertlik değerlerinde düşmeler görülmüştür. Isı girdisi miktrının rtmsı ile soğum süresi de un ğlı olrk uzmıştır. Şekil 2 de 5 No lu noktd A 1 numunesinde 213, A 2 numunesinde 215 ve A 3 numunesinde ise 210 Hv sertlik değerleri ulunmuştur. Geçiş ölgesinden ess metle doğru ilerledikçe sertlik değerlerinde ortlm 3-6 Hv lik rtış gözlenmiştir. Kynk ölgesi sıklığının çok yüksek olmsı ve hızlı soğumsı sertliğin rtışın seep olmuştur. Ank lşım elementleri ve miktrlrının sertlikteki rolü unutulmmlıdır. Bsınç ve un ğlı olrk ısı girdisinin rtmsı soğum hızını yvşltmıştır. Dolyısıyl sertliklerde giderek zlm gözlenmiştir. Yükler [10] de kynk ölgesine uygulnn ısı miktrının sıklık dğılımını ve soğum hızını etkilediğini ifde etmiştir. Kynk sonrsı ısıl işlem görmüş I-A kodlu numunelerin grfiği (Şekil 3-) inelendiğinde sertlik değerlerinin tmmınd ir zlm görüldüğü, fkt en sert ve en düşük sertliğe ship ölgelerin değişmediği görülmüştür. I-A 1, I-A 2 ve I-A 3 numunelerinin kynk metli sertlikleri sırsıyl 188, 175 ve 170 Hv olrk ölçülmüştür. Isıl işlem gören ve görmeyen A numunelerindeki kynk ölgeleri sertlik değerleri krşılştırıldığınd A 1 numunesinde 298 Vikers iken, I-A 1 numunesinde 188 Hv ye, A 2 numunesinde 285 iken, I-A 1 numunesinde 175 Hv ye, A 3 numunesinde ise 281 Hv iken, I-A 3 numunesinde 170 Hv ye düştüğü tespit edilmiştir. Aynı şekilde geçiş ölgeleri sertlik değerleri krşılştırıldığınd d u düşüş görülmektedir. Isıl işlem görmüş numunelerin kynk geçiş ölgelerinde elde edilen sertlik değerleri I-A 1, I-A 2 ve I-A 3 numunelerinde sırsıyl 150, 149 ve 148 Hv olrk ulunmuştur. Burd ısıl işlem görmeyen mlzemelerde görüldüğü gii n metle geçildiğinde sertliklerde ortlm 3-5 Hv lik rtış gözlenmiştir. Kynk sonrsı uygulnn tm tvlm ısıl işleminin sertlik değerlerini zlttığı görülmüştür. Yine ısıl işlem görmeyen numunelerde en yüksek ve en düşük sertlik değerleri rsındki frk ortlm 76 Hv iken, ısıl işlem gören I-A kodlu numunelerde u frk ortlm 26 Hv ye düşmüştür. Uygulnn ısıl işlemin ölgeler rsındki sertlik frkını d zlttığı görülmüştür. 3.2. Mikroypı Sonuçlrı Aşğıd n mlzeme, ITAB ve kynk metlinden çekilen fotoğrflr ile yığm kım zmnının ve kynk sonrsı uygulnn tm tvlm ısıl işleminin numune mikroypılrı üzerindeki etkileri ineleneektir. Mikroypı fotoğrflrınd siyh görülen ölgeler perlit, çık renkli ölgeler ise ferrit fzını temsil etmektedir. Şekil 4- dki A 1 numunesinin n mlzeme mikroypı fotoğrfınd, mlzemenin ypısınd ferrit ve perlit kolonilerinin olduğu, yrı iri ferrit tneleri rsınd perlit kolonisinin ulunduğu nk dğılımın homojen olmdığı, elirli ölgelerde toplnmlrın olduğu görülmektedir. Aynı numunenin ITAB mikroypı fotoğrfınd (Şekil 4-) ise, kynk sırsındki sıklık ve sının etkisiyle n mlzemeye göre perlit tnelerinin küreselleşerek küçüldüğü ve ferrit fzlrı rsınd irz dh homojen dğıldığı, kynk metli mikroypı fotoğrfı (Şekil 4-) inelendiğinde de tne ypısının diğer ölgelere göre dh ine ve uzun şekilli tnelerden oluştuğu görülmektedir. Oluşn u ine ve uzun şekilli tneler iğnemsi ir ypıy enzediği için siküler ferrit ypı olrk d değerlendirileilir. Gzi Üniv. Müh. Mim. Fk. Der. Cilt 19, No 4, 2004 457
C. Çetinky ve U. Arı Ykm Alın Kynğı ile Birleştirilen 16MnCr5 Zinir Çeliğinde Yığm Akım Zmnı ve Tm Tvlm... Şekil 4. A 1 Numunesinin mikroypı fotoğrflrı, An mlzeme, ITAB, () Kynk metli Şekil 5 de ynı numunenin kynk sonrsı tm tvlm ısıl işlemine ti tutuln mikroypı fotoğrflrının her üçü de inelendiğinde, tne ypılrındki değişim çok çıktır. Şekil 5- ve 4- dki n mlzemenin mikroypı fotoğrflrı krşılştırıldığınd ferrit ve perlit koloni oyutlrındki küçülmenin (sementit küreselleşmesi) çok üyük olduğu, ynı zmnd u ölgedeki fz dğılımının d dh homojen olduğu görülmektedir. (5-) de görülen numunenin ITAB mikroypı fotoğrfınd d enzer yorumu ypmmız mümkündür. Bir öneki (Şekil 4-) ITAB fotoğrfınd perlitin Kısmi küreselleşme Şekil 5. I-A 1 Numunesinin mikroypı fotoğrflrı, An mlzeme, ITAB, () Kynk metli 458 Gzi Üniv. Müh. Mim. Fk. Der. Cilt 19, No 4, 2004
Ykm Alın Kynğı ile Birleştirilen 16MnCr5 Zinir Çeliğinde Yığm Akım Zmnı ve Tm Tvlm... C. Çetinky ve U. Arı elirli ölgelerde yoğunlştığı ve koloni oyutlrının irz dh iri olduğu gözlenirken urdki perlit kolonilerinin dh küçülmüş ve homojen ir dğılım sergilediği görülmüştür. Isıl işlem kynk ölgelerindeki mikroypıyı d etkilemiştir. Bir öneki kynk metli mikroypı fotoğrfınd (Şekil 4-) dh iğnemsi ve uzun şekilli oln ypının urd toprlndığı ve perlitin rttığı, ferrit tne ypılrınd ise hem uzm hem de üyümelerin olduğu gözlenmiştir. Şekil 6- d A 1 numunesine it ITAB ölgesi kopm yüzeyi SEM görüntüsü inelendiğinde kopm yüzeyinin düzgün olmdığı, htt üyük ir prç hlinde ve girintili çıkıntılı sünek ir kopm yüzeyi görüntüsü verdiği, kynk sonrsı tm tvlm ısıl işlemine ti tutulmuş I-A 1 numunesinin ynı ölgeye it kopm yüzeyi SEM fotoğrfı inelendiğinde ise (Şekil 6-) tne ypısının ineldiği görülmektedir. Mikroypı ve kırılm yüzeyleri irlikte değerlendirildiğinde ise; Şekil 4- deki A 1 numunesine it ITAB ölgesi kopm mikroypı fotoğrfınd görülen fzlrın dğılımlrı ve küreselleşme durumlrın ğlı olrk Şekil 6- dki SEM fotoğrfınd kırılm yüzeyinin düzgün olmdığı, un krşılık yine Şekil 5- deki I-A 1 numunesine it ITAB ölgesindeki küçük ve homojen fz dğılımın ğlı olrk kırılm yüzeyinin (Şekil 6-) dh düzgün ir görüntü verdiği görülmektedir. Benzer değerlendirme undn sonrki mikroypı ve kopmlr için de ypılileeği için tekrrdn kçınılmıştır. Şekil 6- d 1 no lu eyz küçük nokty it EDAX nlizi (Şekil 7-) inelendiğinde % 57,096 Fe, % 42,45 Mn dn meydn geldiği görülmüştür. Aynı şekilde 2 no lu lnın SEM fotoğrfı inelendiğinde (Şekil 6-) u ölgenin diğer 1 2 Şekil 6. A 1 numunesine it, I-A1 numunesine it ITAB ölgesi kopm yüzeyi SEM fotoğrfı Şekil 7. A 1 numunesinin EDAX sonuçlrı. 1 no lu nokty it, 2 no lu ln it Gzi Üniv. Müh. Mim. Fk. Der. Cilt 19, No 4, 2004 459
C. Çetinky ve U. Arı Ykm Alın Kynğı ile Birleştirilen 16MnCr5 Zinir Çeliğinde Yığm Akım Zmnı ve Tm Tvlm... ölgelere göre dh derinde vey ir oşluk olduğu izlenimini verdiği, EDAX nlizinde ise (Şekil 7-) u ölgedeki Fe ğırlık ornının % 96 olduğu nlşılmıştır. İkini ve üçünü sıryı d mlzemenin ileşiminde yüksek miktrd ulunn Cr (% 2,267)ve Mn (% 1,203) lmıştır. A 2 numunesinde yığm kım zmnı 1,6 sniyeden 1,8 sniyeye çıkrılmıştır. Yığm kım zmnının rtmsıyl irlikte mlzemeye uygulnn ısı girdisi de rtmıştır. Şekil 8- dki n mlzeme mikroypı fotoğrfınd ise ypıdki ferrit tnelerinin düzenli ve dh geniş ir him kpldığı un krşılık perlit kolonilerinin ise düzensiz dğıldığı görülmektedir. Şekil 8- de ITAB mikroypı fotoğrfınd ise ferrit tnelerinin ir rd ve ir ht şeklinde toplndığı, perlit kolonilerinin ise ir miktr rttığı görülmektedir. Isı girdisinin rtmsı ile Şekil 8- de mikroypı fotoğrfı görülen kynk metli tne ypısının A 1 numunesine göre irz dh eşeksenel ir hle geldiği, ynı zmnd tnelerin ine, uzun ve yönlenmiş hlde olduğu görülmektedir. Aynı numunenin kynk sonrsı ısıl işlem görmüş mikroypı fotoğrflrının tümünde uygulnn tm tvlm ısıl işleminin etkili olduğu ve tnelerin toprlndığı görülmüştür. Şekil 9- n mlzeme mikroypı fotoğrfı inelendiğinde ypıdki perlitlerin, ferrit tneleri rsınd kynk sonrsı ısıl işlem görmemiş A 2 numunesine göre dh homojen olrk dğıldığı, Şekil 9- de ITAB mikroypı fotoğrfı inelendiğinde ise Şekil 8- ye göre perlitin dh düzenli dğıldığı görülmüştür. Kynk metli mikroypı fotoğrfı inelendiğinde ise (Şekil 9-), ine, uzun ve yönlenmiş tnelerin elirli ölgelerde irz dh fzl toplnmış olduğu görülmektedir. Şekil 10- dki A 2 numunesinin ITAB ölgesi kopm yüzeyi SEM mikroypı fotoğrfı inelendiğinde A 1 numunesine göre dh pürüzlü ir yüzey görüntüsü vermektedir. Ayrı kopn yüzeyin EDAX sonuçlrı Şekil 11 de inelendiğinde % 92 nin üzerinde ir ornd Fe içerdiği tespit edilmiştir. Şekil 10- deki kynk sonrsı tm tvlm ısıl işlemi görmüş I-A 2 numunesine it kopm yüzeyi SEM fotoğrfı inelendiğinde, numunelerin mikroypı fotoğrflrınd görülen ve uygulnn tm tvlm ısıl işleminden dolyı oluşn tne inelmesi ve ferrit miktrındki rtış urd d görülmektedir. Ayrı Şekil 6 dki A 1 numunesinin SEM mikroypı fotoğrfı ile krşılştırıldığınd kopm yüzeyinin dh z girintili çıkıntılı olduğu, u d kırılmnın dh gevrek olduğu görüntüsü vermektedir. Şekil 11 deki A 2 numunesine it EDAX sonuçlrı inelendiğinde ise Şekil 10 dki 1 ve 2 No lu noktlrın oksit vey klıntı gii göründüğü oys ypıln nlizlerde derinlik olduğu tespit edilmiştir. Bu noktlrın EDAX nliz sonuçlrınd % 97,387 ornınd Fe, % 1,392 ornınd Mn ve % 1,031 ornınd Cr dn meydn geldiği, ynı mlzemenin 3 No lu ölgesi inelendiğinde u ölgenin % 92,865 ornınd Fe, %3,399 ornınd Si, % 1,931 ornınd Al ve % 1,061 ornınd Cr dn meydn geldiği tespit edilmiştir. Şekil 12- n mlzeme mikroypı fotoğrfı inelendiğinde ferrit ypının düzenli ve geniş ir ln yyıldığı, perlit ypının ise ferrite göre dh z Şekil 8. A 2 Numunesinin mikroypı fotoğrflrı, An mlzeme, ITAB, () Kynk metli 460 Gzi Üniv. Müh. Mim. Fk. Der. Cilt 19, No 4, 2004
Ykm Alın Kynğı ile Birleştirilen 16MnCr5 Zinir Çeliğinde Yığm Akım Zmnı ve Tm Tvlm... C. Çetinky ve U. Arı Şekil 9. I-A 2 Numunesinin mikroypı fotoğrflrı, An mlzeme, ITAB, () Kynk metli 1 3 2 Şekil 10. A 2 numunesine it, I-A 2 numunesine it ITAB ölgesi kopm yüzeyi SEM mikroypı fotoğrflrı olduğu nk elli ölgelerde toplndığı görülmektedir. ITAB ölgesi mikroypı fotoğrfınd ise (Şekil 12-), tne ypısının küçüldüğü görülmüştür. Ayrı ferrit ornının zldığı un krşılık perlit miktrınd rtış gözlenmiştir. A 3 numunesinde ısı girdisi rttığı için soğumnın A 1 ve A 2 numunelerine göre dh yvş olduğu, kynk metli mikroypı fotoğrfı inelendiğinde (Şekil 12-) ise ine ve uzun siküler ferrit tne ypısının irz dh zldığı un krşılık perlit kolonilerinde ise rtış gözlenmiştir. Kynk sonrsı tm tvlm ısıl işlem görmüş numunenin mikroypı fotoğrflrının tümü inelendiğinde (Şekil 13) ısı girdisindeki rtışın tne ypısınd değişikliklere yol çtığı görülmüştür. An mlzeme mikroypı fotoğrfı inelendiğinde ise (Şekil 13-) çık ölgelerin ferrit, koyu ölgelerin ise perlit kolonilerini meydn getirdiği ve elirli ölgelerde toplndığı, Şekil 13- ITAB mikroypı fotoğrfı inelendiğinde ise tne ypısının Şekil 12- deki A 3 numunesinin ITAB mikroypısın göre küçüldüğü ve dh d sıklştığı görülmektedir. Kynk metli mikroypı fotoğrfınd (Şekil 13-) ise dendiritk ir ypının vrlığındn söz edileilir. Bu ölgedeki ferrit tnelerinin yer yer ine ve küçük yer yer de yönlenmiş ve plk hlinde oln ypılrdn meydn geldiği görülmektedir. Şekil 14- dki A 3 numunesine it ITAB ölgesi kopm yüzeyi SEM fotoğrfını inelediğimizde yüzeydeki çıkıntılrın A 1 (Şekil 6) ve A 2 (Şekil 10) numunesinin SEM görüntülerine göre dh z olduğu görülmektedir. Burd mlzemedeki perlit miktrının Gzi Üniv. Müh. Mim. Fk. Der. Cilt 19, No 4, 2004 461
C. Çetinky ve U. Arı Ykm Alın Kynğı ile Birleştirilen 16MnCr5 Zinir Çeliğinde Yığm Akım Zmnı ve Tm Tvlm... Şekil 11. A 2 numunesine it EDAX sonuçlrı. 1 ve 2 No lu nokty it, 3 No lu ln it Şekil 12. A 3 numunesinin mikroypı fotoğrflrı, n mlzeme, ITAB, () kynk metli rtmsın dylı olrk dynımın, A 1 ve A 2 numunelerine göre rttığı çekme sonuçlrınd d görülmüştür. Şekil 14- deki I-A 3 numunesine it SEM görüntüsü inelendiğinde ise uygulnn ısıl işlemden dolyı ferrit ve perlit koloni oyutlrının irz dh ineldiği, dh homojen ir dğılım sergilediği görülmektedir. Şekil 14 deki 1 No lu noktd Mn ın (%51,463), Fe in ise (%48,251) ğırlığınd, 2 no lu lnd ise Fe, Cr ve Mn ın sırsıyl %98,228, %0,988, %0,608 ğırlık ornınd olduğu Şekil 15 deki EDAX sonuçlrındn nlşılmıştır. 462 Gzi Üniv. Müh. Mim. Fk. Der. Cilt 19, No 4, 2004
Ykm Alın Kynğı ile Birleştirilen 16MnCr5 Zinir Çeliğinde Yığm Akım Zmnı ve Tm Tvlm... C. Çetinky ve U. Arı Şekil 13. I-A 3 Numunesinin mikroypı fotoğrflrı, An mlzeme ITAB, () Kynk metli 2 1 Şekil 14. A 3 numunesine it, I-A 3 numunesine it ITAB ölgesi kopm yüzeyi SEM mikroypı fotoğrfı 3.3. Çekme Deney Sonuçlrı Tlo 3 te gösterilen prmetrelerde kynk ypılmış numunelere çekme deneyi uygulnmıştır. Deneylerde çekme hızı 2 mm/sn olrk sit tutulmuştur. Deney sonuçlrı ise Şekil 16 d grfik hlinde verilmiştir. Çekme deneyleri sonuçlrı göstermiştir ki ütün numuneler kynk metli dışınd ITAB ölgesinde kopmuştur. Bu sonuç kynk metlinin dynımının dh yüksek olduğunu gösterir. Numunelerde sit sınç ltınd, yığm kım zmnlrı ve çekme dynımı rsındki ilişki inelendiğinde en yüksek çekme dynımının en yüksek yığm kımı uygulnn mlzemelerde olduğu görülmüştür. Bu değerler A 1 numunesi için 670 N/mm 2, A 2 numunesi için 690 N/mm 2 ve A 3 numunesi için ise 731 N/mm 2 olrk tespit edilmiştir. Bunun seei, numunelere uygulnn yığm kım zmnının rtmsı hem kynk ölgesini genişletmiş hem de tnelerin dğılımını Homojen hle getirmiştir. Böylee yığm kım zmnının rtmsıyl ısı girdisi miktrı rtmkt, kynk ölgesi genişlemekte ve plstik şekil değişiminin meydn geldiği ln dh d drlmktdır. Bu ölgede pekleşme meydn gelmektedir. Bu dr lnd meydn gelen pekleşme hızı rtmıştır. Pekleşmenin hızlı olmsı d mlzemenin kopm dynımını rttırdığı düşünülmektedir. Kynk sonrsı ısıl işlem görmüş I-A kodlu numunelerde ise uygulnn tm tvlm ısıl işlemin Gzi Üniv. Müh. Mim. Fk. Der. Cilt 19, No 4, 2004 463
C. Çetinky ve U. Arı Ykm Alın Kynğı ile Birleştirilen 16MnCr5 Zinir Çeliğinde Yığm Akım Zmnı ve Tm Tvlm... Şekil 15. A 3 numunesine it EDAX sonuçlrı. 1 No lu nokty it, 2 No lu ln it sonuu olrk dh düşük çekme dynımlrı elde edilmiştir. I-A 1 numunesi için 489 N/mm 2, I-A 2 numunesi için 502 N/mm 2 ve I-A 3 numunesi için de 512 N/mm 2 mksimum çekme dynımı ulunmuştur. Isıl işlem görmüş numunelere uygulnn yığm kım zmnı rttıkç çekme dynımınd ir rtış görülmektedir. Fkt ütün değerlerde uygulnn ısıl işlemden dolyı ir zlm görülmüştür. Tlo 3. Numunelerin çekme deneyi sonuçlrı Yığm kım Mx. Çekme Numune Bsınç zmnı dynımı dı (Br) (Sn) (N/mm 2 ) A 1 2 1,6 670 A 2 2 1,8 690 A 3 2 2 731 I-A 1 2 1,6 489 I-A 2 2 1,8 502 I-A 3 2 2 512 Mx. çekme dynımı N/mm2 740 700 660 620 580 540 500 460 1,6 1,8 2 Yığm kım zmnı (sn) Şekil 16. Numunelerde çekme dynımı (N/mm 2 )ve yığm kım zmnı (Sn)rsındki ilişki I-A A 4. SONUÇLAR 16MnCr5 çeliğinde yığm kım zmnı ve tm tvlm ısıl işleminin meknik özeliklere etkisi ile ilgili genel sonuçlr şğıd sırlnmktdır; 1- Tüm numunelerde en yüksek sertlik değeri kynk ölgelerinde elde edilmiştir. 2- Numunelere uygulnn tm tvlm ısıl işlemi hem n metlin hem de kynk metlinin sertliğinin zlmsın neden olmuştur. Dolyısıyl n metl ve kynk metli rsındki sertlik frkı zlmıştır. 3- Uygulnn tm tvlm ısıl işlemi, ütün numunelerin çekme dynımlrınd zlmy neden olmuştur. KAYNAKLAR 1. Tülentçi, K.- Yılmz, M. Ykm Alın Kynğı. Kynk Dünysı. Birsen Bsımevi, İstnul, 14-25 (1990). 2. Anık, S. Kynk Tekniği El Kitı., Yöntemler ve Donnımlr, Cilt 1 Birsen Bsımevi, İstnul, 40-50 (1983). 3. Klvl, P., Ro K., Knnurptti N., Effet of welding prmeters on the qulity nd orrosion hrteristis of flsh utt welded usteniti steels, Shweissen Und Shneiden., V:42, N:1, 4-6 (Jn-1990). 4. Ghosh, P. K., Therml yle nd mirustruture of het ffeted zone(haz) of flsh utt welded Mn-Cr-Mo dul phse steel, ISIJ Interntıonl., V:30, N:4, P:317-324 (1990). 464 Gzi Üniv. Müh. Mim. Fk. Der. Cilt 19, No 4, 2004
Ykm Alın Kynğı ile Birleştirilen 16MnCr5 Zinir Çeliğinde Yığm Akım Zmnı ve Tm Tvlm... C. Çetinky ve U. Arı 5. Kuhuk, S. Experine of flsh- utt welding pplition in pipeline onstrution in the USSR, Proeeding of pipeline tehnology Conferene, Östend, Belgium, 37-39 (1990). 6. Trompler, Ruen Jr. Flsh utt welding of rne ril,iron And Steel Engineer. Ot., V:73, N:10 P: 42-44 (1996). 7. Thoms, K.- Mihilov, V. Wohlfhrt, H. Toughness Investigtions On Nrrow Proess- Affeted Zones Of Resistne-Butt. Welding nd Cutting, V 52, 254-262 (2000). 8. Yılmz M., Krgöz Ş., Ktı hl kynğınd Mikro nliz uygulmsı, XI.Ulusl Elektron Mikroskopisi Sempozyumu, Edirne, 163-165 (1993). 9. Civelekoğlu, F., Yükek hız çeliği (S-6-5-2) ile lşımsız kron çeliği (Ck60) çuuklrının ykm lın kynğı ile irleştirilmesinde zı kynk prmetrelerinin ve kynk r yüzeyinin etüdü, Doçentlik Tezi, İTÜ, İstnul. 7-59 (1971). 10. Yükler, A. İ., Kynk Metli, Erdini Bsımevi, İstnul, 17-60 (1979). Gzi Üniv. Müh. Mim. Fk. Der. Cilt 19, No 4, 2004 465