Sıcak Gevreklik Sıcak Gevreklik Mü
Mükekemmmmel el bibir r dödöküküm m elelde de etetmemek k içiçinin, , iyiyi i hehesasaplplananmımış ş veve di
dizazayn yn ededililmimiş ş yoyolllluk uk ve ve çıçıkıkıcı cı sisiststememleleri ri ve ve dödöküküm m sısıcacaklklıkıklalarırı ye
yeteterlrli i gegelmlmememekektetedidir. r. ZiZira ra bubundndan an babaşkşka a prproboblelemmleler r orortatayaya çıkmaktadır
çıkmaktadır. Bunlardan biri de . Bunlardan biri de sıcak gevreklik veya diğer adıyla sıcak sıcak gevreklik veya diğer adıyla sıcak ççaattllaammaaddıırr. . BBu u pprroobblleem m eessaas s oollaarraak k mmaallzzeemmeenniin n ddeeğğiişşiik k sıcaklıklardaki gerilim-uzama davranışlarına bağlıdır. Dolayısıyla her sıcaklıklardaki gerilim-uzama davranışlarına bağlıdır. Dolayısıyla her şeyden önce, dökümün plastik ve elastik davranışlarını tarif etmek şeyden önce, dökümün plastik ve elastik davranışlarını tarif etmek gerekir. Elde edilen prensipler ise sıcak gevreklik ve artık gerilim gerekir. Elde edilen prensipler ise sıcak gevreklik ve artık gerilim problemler
problemlerine, bunların ortaya çıkış sırasıine, bunların ortaya çıkış sırasına göre uygulanır.na göre uygulanır.
Sıcak Çatlakların Görünüşü: Bu tür hataya bazı kalın kesitli Sıcak Çatlakların Görünüşü: Bu tür hataya bazı kalın kesitli çe-li
lik k dökdökümümlerlerin in iç iç kıskısmınmında da rasrastlatlanabnabildildiği iği gibgibi i gengenellelliklikle e dökdökümüm parça
parça yüzeyinin yüzeyinin düzgün düzgün olmayan olmayan ve ve genellikle genellikle dallanmış, dallanmış, pürüzlü pürüzlü veve oksitlenmiş çatlaklardır.
oksitlenmiş çatlaklardır. Ka
Katıtılalaşmşmadadan an hehemmen en sosonrnra a ololuşuşururlalar. r. ÇaÇatltlağağın ın yüyüzezeyiyindndee ge
genenellllikikle le rerenk nk bobozuzuklkluğuğu u vavardrdırır. . Bu Bu rerenk nk çaçatltlamamananın ın ololduduğuğu sıcaklığa göre değişir. Çatlak yüzeylerinin okside olmaları sebebi ile sıcaklığa göre değişir. Çatlak yüzeylerinin okside olmaları sebebi ile donuk
Sıc
Sıcak ak ÇatÇatlaklaklarların ın NedNedenieni: : DökDöküm üm parparçasçasınıının n nornormal mal çekçekmeme yapmasının önlenmiş olması, bu nedenle iç gerilmelerin meydana yapmasının önlenmiş olması, bu nedenle iç gerilmelerin meydana gelmesi ve bu iç gerilmelerin o andaki
gelmesi ve bu iç gerilmelerin o andaki malzeme mukavemetini aşmasımalzeme mukavemetini aşması hhalaliinnde de çaçattlalammalalar ar ololurur. . DıDış ş mmekekananiik k yüyükkllereriin n ololuşuşttururduduğuğu gerilmelerle olduğu gibi ani soğuma ile oluşan bir termik yük ile de gerilmelerle olduğu gibi ani soğuma ile oluşan bir termik yük ile de çatlamalar olabilir.
çatlamalar olabilir.
Sıcak çatlamalar genellikle dökümün kırmızıdan, maviye kadar Sıcak çatlamalar genellikle dökümün kırmızıdan, maviye kadar ola
olan n renrenk k değdeğişiişimlemleri ri ile ile belbelirirlenlenirlirler. er. SıcSıcak ak çatçatlaklaklar lar parparçançanın ın içiç kı
kısmsmınındadan n babaşlşlayayararak ak dıdışaşarırıya ya dodoğrğru u yüyürrürürleler. r. MaMaçaçalı lı dödökükümm parçasının kalıptan er
parçasının kalıptan erken çıkarılması da bu hataya ken çıkarılması da bu hataya sebep olur.sebep olur. Çatlama Hatalarının Kontrol Parametreleri
Çatlama Hatalarının Kontrol Parametreleri
Konstrüksiyonl
Konstrüksiyonla a İlgili:İlgili:
- Kesit değişimlerinin düzenli olması
- Mümkünse maça
- Mümkünse maça kaldırılabilirkaldırılabilir..
- Döküm parçasında gerekli yerlere, örneğin keskin köşelere radyüslü - Döküm parçasında gerekli yerlere, örneğin keskin köşelere radyüslü dolgular ve kuvvetlendirici destek
dolgular ve kuvvetlendirici destek çıkıntılar yapılmalıdır.çıkıntılar yapılmalıdır. Derece ile ilgili:
Derece ile ilgili: - Derece; travers ve
- Derece; travers ve çubukları modele uzak yapılmalıdır.çubukları modele uzak yapılmalıdır. Yolluk ve besleyicilerle ilgili:
Yolluk ve besleyicilerle ilgili: - Besleme en iyi
- Besleme en iyi şekilde sağlanmalıdır.şekilde sağlanmalıdır. - Yolluklar sistemi normal çekme
- Yolluklar sistemi normal çekme gerilmesini engellememeligerilmesini engellememelidir.dir. Kum ile ilgili:
Kum ile ilgili: - Kumun sıcak
- Kumun sıcak mukavemeti azaltılmalıdırmukavemeti azaltılmalıdır.. - Kumun esnekliği arttırılmalı nem miktarı
- Kumun esnekliği arttırılmalı nem miktarı azaltılmalıdırazaltılmalıdır..
- Kalıp ve maçanın dökümden sonra kolay bozulabilmesi için - Kalıp ve maçanın dökümden sonra kolay bozulabilmesi için karı- karı-şımlar yeniden
şımlar yeniden hazırlanmalıdıhazırlanmalıdır r Maça ile ilgili :
Maça ile ilgili :
- Maçaya gereğinden fazla
- Maçaya gereğinden fazla iskelet yapılmamalıdır.iskelet yapılmamalıdır.
- Maçanın dökümden sonra esneme ve bozulabilme yeteneği - Maçanın dökümden sonra esneme ve bozulabilme yeteneği arttırıl- arttırıl-malıdır.
malıdır.
Kalıplama ile ilgili: Kalıplama ile ilgili: - Maça ve
- Maça ve kalıp kuvvetlendiriciler azaltılmalıdırkalıp kuvvetlendiriciler azaltılmalıdır.. -
normal çekme gerilmesi yapmasına kalıp direnç gösterir. Bu da iç normal çekme gerilmesi yapmasına kalıp direnç gösterir. Bu da iç gerilmeler
gerilmelere e sebep olur.sebep olur. - Gereksiz fazla soğutma
- Gereksiz fazla soğutma yapılmamalıdıryapılmamalıdır.. Bileşim ile ilgili:
Bileşim ile ilgili:
- Fosfor miktar dökme demirde % 0,3'den, çelikte % 0,04'ten fazla - Fosfor miktar dökme demirde % 0,3'den, çelikte % 0,04'ten fazla olmamalıdır.
olmamalıdır.
- Kükürt miktarı, dökme demirde % 0,25, çelikte % 0,04'den fazla - Kükürt miktarı, dökme demirde % 0,25, çelikte % 0,04'den fazla olmamalı, aksi halde sıcak kırılganlık yapar.
olmamalı, aksi halde sıcak kırılganlık yapar. - Karbür yapıcı bileşim
- Karbür yapıcı bileşim elemanları azaltılmalıdırelemanları azaltılmalıdır.. - Manganez miktarı %
- Manganez miktarı % 3-1,7 arasında olmalıdır.3-1,7 arasında olmalıdır. - Eğer döküm bileşiminin aşırı
- Eğer döküm bileşiminin aşırı çekme gerilmesi yapması bekleniyorsaçekme gerilmesi yapması bekleniyorsa da
daha ha didikkkkatatli li ololununmamalılıdıdır. r. ÖrÖrneneğiğin: n: ÇeÇelilik k dödökükümlmlererde de sisililisyusyumm miktarının düşmesi, fosfor ve kükürt
miktarının düşmesi, fosfor ve kükürt miktarının yükselmesi ile artar.miktarının yükselmesi ile artar. - Dökme demirde manganez artar, karbon azalırsa çatlama tehlikesi - Dökme demirde manganez artar, karbon azalırsa çatlama tehlikesi artar.
artar.
- Bileşimde hidrojen
- Bileşimde hidrojen bulunmamalıbulunmamalıdır.dır. Ergitme ile ilgili:
Ergitme ile ilgili:
- Çeliğin içinde bulunabilecek sülfür ve silikat kalıntıları minimuma - Çeliğin içinde bulunabilecek sülfür ve silikat kalıntıları minimuma indirilmelidir. Bu, doğru alaşımlandırma ve yeterli deoksidasyon ile indirilmelidir. Bu, doğru alaşımlandırma ve yeterli deoksidasyon ile sağlanabilir.
sağlanabilir. Diğerleri: Diğerleri:
-
- DöDöküküm m mümümmkükün n ololduduğu ğu kakadadar r yayavavaş ş ve ve heher r tatararafı fı ayaynı nı hıhızdzdaa soğuyacak şekilde düzgün
soğuyacak şekilde düzgün soğutulmalıdırsoğutulmalıdır.. - Kalıptan çıkarılınca gerilme giderici ısıl
- Kalıptan çıkarılınca gerilme giderici ısıl işlem yapılmalıdır.işlem yapılmalıdır. -
- KaKalılıp p çoçok k ererkeken n bobozuzulmlmamamalalıdıdır ır ve ve kakalılıp p bobozuzululuncnca a sosoğuğummaa ko
kontntrorollllü ü yayapıpılmlmalalıdıdırır, , örörneneğiğin n çaçatltlamama a eğeğililimimi i fafazlzla a bibir r dödökükümm parçası fırında soğut
parçası fırında soğutulabilir.ulabilir.
- Hiç bir şekilde çatlamanın önüne geçilemiyorsa, bunu parçalar - Hiç bir şekilde çatlamanın önüne geçilemiyorsa, bunu parçalar ha- ha-lliindnde e dödöktktüküktten en sosonrnra a uuygyguun n kkaaynynaak k yöyönnttememiiylyle e bbirirlleşeştitirrmmee yapılabilir.
yapılabilir.
Sıcaklığın Fonksiyonu Olarak
Sıcaklığın Fonksiyonu Olarak Gerilim-UzaGerilim-Uzama Bağıntısıma Bağıntısı S
Sııvvı ı dduurruummddaan n bbaaşşllaayyaarraak k bbiir r mmeettaal l ççuubbuuğğa a ggeerriilliimm uygulandığında metalin davranışlarını incelemek için, örnek olarak uygulandığında metalin davranışlarını incelemek için, örnek olarak 112F alaşımı (%7 Cu, %2 Zn, geri kalanı Al) alüminyum çubuğu 112F alaşımı (%7 Cu, %2 Zn, geri kalanı Al) alüminyum çubuğu alınacaktır. Metalin, sıcaklığın düşmesiyle paralel olarak davranışını alınacaktır. Metalin, sıcaklığın düşmesiyle paralel olarak davranışını incelendiğind
a)
a) Tamamen sıvı:Tamamen sıvı: Bu durumda sıvı metal, uç kısımların takipBu durumda sıvı metal, uç kısımların takip
ettiği yolu izler ve yırtılma olmaz zira olsa dahi, sıvı metal tarafından ettiği yolu izler ve yırtılma olmaz zira olsa dahi, sıvı metal tarafından doldurulur.
doldurulur.
b)
b) ÇoÇoğunğunluklukla la sıvsıvı, ı, az az katkatı:ı: Daha Daha öncöncedeeden n bilbilinindiğdiği i gibgibi, i, saf saf
metallerde ve ötektikte katılaşma sabit sıcaklıkta, alaşımlarda ise bir metallerde ve ötektikte katılaşma sabit sıcaklıkta, alaşımlarda ise bir sıcaklık aralığında olmaktadır. Her iki şıkta da bir çubuk gerilmeye sıcaklık aralığında olmaktadır. Her iki şıkta da bir çubuk gerilmeye ta
tabi bi tutututuldlduğuğununda da memeydaydana na gegelelebibilelececek k heher r hahangngi i bibir r çaçatltlamamayayıı doldurabilece
doldurabilecek gerekli k gerekli sıvı mevcuttur.sıvı mevcuttur.
c)
c) Çoğunlukla katı, az sıvı:Çoğunlukla katı, az sıvı: Katılaşmanın belirli bir Katılaşmanın belirli bir kademesinde,kademesinde,
belirli
belirli bir bir mukavemete mukavemete sahip sahip katılardan katılardan meydana meydana gelmiş gelmiş ağ ağ şeklindeşeklinde bir
bir yapı yapı teşekkül teşekkül etmektedir. etmektedir. Metal, Metal, coharent coharent (birbiri(birbirini ni tutan,tutan, ya
yapıpışmşmışış) ) adadınını ı alalırır. . Bu Bu dudururum, m, kakatıtılalaşmşma a şeşeklklinine e babağlğlı ı ololararakak,, metalin %50-%90 katı olduğu zaman meydana
metalin %50-%90 katı olduğu zaman meydana gelir.gelir.
Sıvı filmi hala mevcuttur ve bu yapı çok düşük gerilimler Sıvı filmi hala mevcuttur ve bu yapı çok düşük gerilimler al
altıtındnda a kıkırırılılır. r. İzİzolole e hahaldlde e bubululunanan n sısıvı vı böbölglgelelereri, i, gegerirililimm sebebiyle meydana gelen yırtılmaları doldurmaz ve süratle ilk sebebiyle meydana gelen yırtılmaları doldurmaz ve süratle ilk hata şekliyle karşılaşılmış olur. “Sıcak yırtılma veya gevreklik” hata şekliyle karşılaşılmış olur. “Sıcak yırtılma veya gevreklik” adı verilen bu olay, solidüsün hemen üstünde meydana gelir. Bu adı verilen bu olay, solidüsün hemen üstünde meydana gelir. Bu ar
aradada a şuşunu nu da da bebelilirtrtmemek k gegererekikir r kiki, , düdüşüşük k erergigime me dedererececelili empüriteler (sülfürler, fosfürler) mevcut olduğunda, bu türlü bir empüriteler (sülfürler, fosfürler) mevcut olduğunda, bu türlü bir kırılma solidüsün altında meydana gelir.
d)
d) TamaTamamen men katkatı:ı: Bu Bu böbölglgeye eye “p“plalaststik ik böbölglge” e” adadı ı veverirililir r veve
burada
burada süneklilik süneklilik veya veya uzama uzama kabiliyeti kabiliyeti çok çok yüksektir. yüksektir. Düşük Düşük ge
gerirililimlmlererde de memetatal l akakmaması sı memeydaydana na gegelilir. r. AnAncacak k bu bu sısıcacaklklıkıktata kırılgan olan bir bileşen taneler etrafında mevcut değilse,
kırılgan olan bir bileşen taneler etrafında mevcut değilse, kırılma veyakırılma veya çatlama olmaz. Tane, gerilim altında plastik
çatlama olmaz. Tane, gerilim altında plastik olarak deforme olur fakatolarak deforme olur fakat yeniden kristallenir. Bu bilenen “sıcak
yeniden kristallenir. Bu bilenen “sıcak işlem bölgesidir”.işlem bölgesidir”. Bu
Bu araralalıkıkta ta memeydydanana a gegelelen n didiğeğer r önönememli li bibir r ololay ay dada sü
sürürünmnmededirir. . ÇuÇububuğa ğa sasabibit t bibir r yüyük k uyuygugulalandndığığınında da tataneneleler,r, zamanın fonksiyonu olarak uzamaya devam edeceklerdir. Artık zamanın fonksiyonu olarak uzamaya devam edeceklerdir. Artık gerilim bulunduran bir döküm, bu aralığa ısıtılmak suretiyle, gerilim bulunduran bir döküm, bu aralığa ısıtılmak suretiyle, plastik akış ile gerilm
plastik akış ile gerilmeler ortadan kaldırıeler ortadan kaldırılabilir.labilir.
e)
e) Tamamen katı:Tamamen katı: PlaPlastistik k bölbölgedgeden en elaelastistik k bölbölgeygeye e geçgeçiş iş içiiçinn
kkesesin in bibir r sısınınır r mmevevcucut t dedeğiğilldidirr. . AyAyrrııca ca prpratatikikte te bibir r yeyeninidedenn kristalleşme sıcaklığı yoktur.
kristalleşme sıcaklığı yoktur.
Sıcaklık azaldıkça, tanelerin uzamasına rağmen, yeniden Sıcaklık azaldıkça, tanelerin uzamasına rağmen, yeniden kr
krististallalleşmeşme e olmolmadıadığı, ğı, doldolayıayısıysıyla la plaplastistik k defdeforormasmasyon yon içiiçinn gerekli gerilimin artığını görebiliriz. Bu bölgenin özelliği, akma gerekli gerilimin artığını görebiliriz. Bu bölgenin özelliği, akma gerilimi altında bir gerilim uygulandığında malzemede, elastik gerilimi altında bir gerilim uygulandığında malzemede, elastik ger
geriliilimin min artartmamasıdsıdır. ır. PlPlastastik ik ve ve elaelastistik k bölbölgengenin in geçgeçiş iş sınsınırıırı ffaarrkkllı ı mmaallzzememeleleerre e ggöörre e vve e ggeenneelllliikklle e mmeettaalliin n eerrggiimmee sıcaklığının 1/2si ile 1/3ü
sıcaklığının 1/2si ile 1/3ü arasındadır.arasındadır. Sıcak Gevreklik Mekanizması Sıcak Gevreklik Mekanizması
Dökümlerde sıcak gevrekliğin veya sıcak çatlamanın tarifinde Dökümlerde sıcak gevrekliğin veya sıcak çatlamanın tarifinde ge
gerçrçeğeğe e en en yayakıkın n kakabubul l ededililen en PePellllinini’i’ninin n “s“sıvıvı ı fifilm lm teteororisisi”i”didir.r. Pellini’ye göre katılaşmanın belirli bir kademesinde döküm parçası Pellini’ye göre katılaşmanın belirli bir kademesinde döküm parçası aralarında bir sıvı filmi bulunan katı kristallerin bulunduğu bir yapıya aralarında bir sıvı filmi bulunan katı kristallerin bulunduğu bir yapıya sahiptir. Bu durum katılaşmanın şekline bağlı olarak, metalin sahiptir. Bu durum katılaşmanın şekline bağlı olarak, metalin %50-%90 katı olduğu zaman meydana gelir. Katılaşmada büzülme sonucu %90 katı olduğu zaman meydana gelir. Katılaşmada büzülme sonucu doğan gerilimler bu sıvı film
doğan gerilimler bu sıvı film bölgesinde çatlamaya sebep olmaktadır.bölgesinde çatlamaya sebep olmaktadır.
Ancak burada şunu belirtmek gerekir ki bütün kristallerin bir Ancak burada şunu belirtmek gerekir ki bütün kristallerin bir sıvı filmi ile çevrili olma hali gerçeğe pek uygun değildir. Zira bütün sıvı filmi ile çevrili olma hali gerçeğe pek uygun değildir. Zira bütün kristaller böyle bir sıvı film ile çevrili olsalardı hiçbir katı bütünü kristaller böyle bir sıvı film ile çevrili olsalardı hiçbir katı bütünü ol
oluşuştuturaramamazdzdı. ı. KoKomşmşu u ikiki i krkrisistatalilin n sosoğuğuma ma esesnanasısındnda a bübüzüzülmlmee sonucu birbirinden ayrılması ve sıvı metalin kristaller arasına sızması sonucu birbirinden ayrılması ve sıvı metalin kristaller arasına sızması ile bu film
ile bu film meydana gelmektedir.meydana gelmektedir.
Ayrıca yukarıdaki tarifte, yine ters gibi görünen husus, sıvı Ayrıca yukarıdaki tarifte, yine ters gibi görünen husus, sıvı filmin çatlamayacağıdır, zira sıvı içinde meydana gelen çatlak veya filmin çatlamayacağıdır, zira sıvı içinde meydana gelen çatlak veya yır
yırtıtığınğın, , yinyine e sıvsıvı ı ile ile doldoldurdurulaulacağcağı ı aşiaşikarkardırdır. . DolDolayıayısıysıyla la gergeriliilimm altında meydana gelen, fakat sıvı ile tekrar doldurulan çatlaklar son altında meydana gelen, fakat sıvı ile tekrar doldurulan çatlaklar son şekillerini sıvı metalin çatlağı doldurmadığı zaman veya başka bir şekillerini sıvı metalin çatlağı doldurmadığı zaman veya başka bir deyimle çatlak civarındaki sıvı metal sıcaklığının, akışkanlığın sıfır deyimle çatlak civarındaki sıvı metal sıcaklığının, akışkanlığın sıfır ol
olduduğu ğu dedeğeğere re ininmemesi si ilile e alalacacakaktıtır. r. ÇeÇelilik k dödökükümmleleririndnde e sısıcacak k ge
gevrvrekekliliğiğin n hahangngi i sısıcacaklklıkıkta ta ve ve ne ne mimiktktar ar gegerirililim m alaltıtındnda a alaltıtındndaa meydana geldiğinin tespiti için çok çeşitli araştırmalar yapılmıştır. meydana geldiğinin tespiti için çok çeşitli araştırmalar yapılmıştır.
Yakın zamana kadar sıcak çatlak etütlerinde yalnız tarif ile
Yakın zamana kadar sıcak çatlak etütlerinde yalnız tarif ile yetinilmiş,yetinilmiş, ancak olayın tatminkar bir açıklaması yapılamamıştır. Sıcak çatlağın ancak olayın tatminkar bir açıklaması yapılamamıştır. Sıcak çatlağın meydana geldiği sıcaklık ve buna sebep olan kritik gerilim, ölçü meydana geldiği sıcaklık ve buna sebep olan kritik gerilim, ölçü aletlerinin gelişmesi ile tespit
aletlerinin gelişmesi ile tespit edilebilmiedilebilmiştir ştir Y
Y. . NNekekhehenndidizizi, , çaçatltlakakllararıın n ((örörnneğeğiin n ççeleliik k iiçiçin) n) sosolliiduduss sıcaklığının hemen altında, çeliğin hemen hemen katı hale geldiğinde sıcaklığının hemen altında, çeliğin hemen hemen katı hale geldiğinde ol
oluşuştutuğuğunu nu ililereri i süsürmrmekektetedidir, r, (b(bililhahassssa a 141450 50 12125050°C °C ararasasınındada).). B.Osann ise, sıcak çatlamanın çeliklerde 600°C’de dahi meydana B.Osann ise, sıcak çatlamanın çeliklerde 600°C’de dahi meydana ggeellddiiğğiinni i iiddddiia a eettmmeekktteeddiirr. . BBu u ggöörrüüş ş mmuuhthteemmeelleen n sısıccaakkllıık k ölçmelerindeki hatalardan ileri gelmektedir. Son olarak Bishop ve ölçmelerindeki hatalardan ileri gelmektedir. Son olarak Bishop ve Pellini'nin çelik ve alüminyum alaşımları üzerindeki deneyleri (bir Pellini'nin çelik ve alüminyum alaşımları üzerindeki deneyleri (bir çek
çekme me çubçubuğuuğununnun, , soğsoğumumanıanın n değdeğişiişik k kadkadememeleeleririndendeki ki gergeriliilim- m-uzama eğrilerinin elde edilmesi) ile, sıcak gevreklik veya
uzama eğrilerinin elde edilmesi) ile, sıcak gevreklik veya yırtılma ola-yırtılma ola-yının, ancak malzemenin birbirini tutan katılardan meydana gelen bir yının, ancak malzemenin birbirini tutan katılardan meydana gelen bir ya
yappııya ya ((cocohhererenent t phphasase) e) aait it ololduduğğu u sısıccakakllık ık ilile e kakattıılalaşmşmananının tamamlandığı solidus sıcaklığı arasında
tamamlandığı solidus sıcaklığı arasında olabileceğini göstermişlerdirolabileceğini göstermişlerdir.. Sıcak çatlak oluşması, parçanın tamamen katılaşmasından evvel Sıcak çatlak oluşması, parçanın tamamen katılaşmasından evvel başlamaktadır
başlamaktadır. . Eğer Eğer çıkıcı çıkıcı boyutları boyutları küçültülürse, küçültülürse, sıcak sıcak yırtılma yırtılma dahadaha evv
evvel el başbaşlaylayacaacaktıktır r zirzira a soğsoğumumanıanın n dahdaha a erkerken en safsafhalhalarıarındanda, , sıvsıvıı metal beslemesi olmayacaktır.
metal beslemesi olmayacaktır. Dö
Döküküm m esesnanasısındndakaki i düdüşüşük k sısıcacaklklık ık (h(hememen en hihiç ç aşaşırırı ı ısısıtıtmama olmadan) sebebi ile sıvı metal, daha başlangıçta dahi, meydana gelen olmadan) sebebi ile sıvı metal, daha başlangıçta dahi, meydana gelen
çatlağı dolduramamaktadır. Dolayısıyla, aşırı ısıtılmış çeliklerin sıcak çatlağı dolduramamaktadır. Dolayısıyla, aşırı ısıtılmış çeliklerin sıcak ge
gevrvrekekliliğe ğe kakarşrşı ı dadaha ha didirerençnçli li ololduduklklararı ı ve ve krkrititik ik gegerirililimimin n bibir r maksimum değere eriştiği aşikardır. Bu maksimum, yaklaşık olarak maksimum değere eriştiği aşikardır. Bu maksimum, yaklaşık olarak %2-5 aşırı ısıtmaya denktir. Daha yüksek aşırı
%2-5 aşırı ısıtmaya denktir. Daha yüksek aşırı ısıtmalar kritik gerilimiısıtmalar kritik gerilimi dü
düşüşürmrmekektetedidir. r. Bu Bu dadavrvrananışışın ın akakla la en en yayakıkın n açaçıkıklalamamasısı, , dödökükümm parçasında
parçasında en en sıcak sıcak bölge bölge ile ile civarı civarı arasındaki arasındaki sıcaklık sıcaklık farkınınfarkının oldukça fazla olması ve büzülmeden dolayı gerilimlere maruz olan oldukça fazla olması ve büzülmeden dolayı gerilimlere maruz olan cidardaki katı kabuğun daha
cidardaki katı kabuğun daha ince olmasıdır.ince olmasıdır. B
Bu u aarraaddaa, , ddeenneeylyleerrdde e tteesst t öörrnneeğğiinniin n kkaallıınnllıığğı ı aarrttttııkkççaa,, maksimumun sola (düşük döküm sıcaklığı) doğru, kalınlığın maksimumun sola (düşük döküm sıcaklığı) doğru, kalınlığın azal-dıkça da sağa doğru kaydığı tespit edilmiştir.
dıkça da sağa doğru kaydığı tespit edilmiştir.
Sıcak gevrekliğe karşı direncin, döküm hızı ile olan bağıntısı da Sıcak gevrekliğe karşı direncin, döküm hızı ile olan bağıntısı da aş
aşağağıdıdakaki i dedeneney y yoyolu lu ilile e araraşaştıtırırılmlmışıştıtır. r. SıSıvı vı mmetetalalin in dödökükümmee beslenmesi,
beslenmesi, sıra sıra ile ile kalın kalın ve ve ince ince kesitli kesitli kısımdan kısımdan yapılmıştıryapılmıştır. . BuBu den
deneyleyler, er, sıcsıcak ak gevgevrekrekliliğin ğin kinkinetietiği ği üzeüzeririnde nde açıaçıklaklayıcyıcı ı nitnitelieliktekte olmuştur. Sıvı metalin kalın kesitten beslenmesi, büyük miktarda ısıyı olmuştur. Sıvı metalin kalın kesitten beslenmesi, büyük miktarda ısıyı buraya
buraya vermekte vermekte ve ve katılaşmayı katılaşmayı (kalın (kalın kesitte) kesitte) geciktirmektgeciktirmektedir;edir; dol
dolayıayısıysıyla la oluoluşan şan kabkabuk uk çok çok incince e oluolup, p, katkatılaılaşmaşmanın nın dahdaha a erkerkenen olduğu ince kesitte büzülmeden ileri gelen gerilimler kalın kesitin olduğu ince kesitte büzülmeden ileri gelen gerilimler kalın kesitin ince kabuğunda çatlak meydana getirebilecektir. Sıvı metalin ince ince kabuğunda çatlak meydana getirebilecektir. Sıvı metalin ince ke
kesisitltli i kıkısmsma a bebeslslenendidiğiğindnde e isise, e, aşaşırırı ı ısısısısınının ın bibir r kıkısmsmınını ı kakalılıbaba ve
vererererek, k, kakalılın n kekesisitltli i kıkısısımdmda, a, ililk k dudururumma a kıkıyayaslsla a dadaha ha sosoğuğuk k olacaktır. Dolayısıyla burada kabuk daha çabuk Ve daha kalın olarak olacaktır. Dolayısıyla burada kabuk daha çabuk Ve daha kalın olarak
ol
oluşuşacacak ak ve ve ililk k dudururumdmda a ololduduğu ğu gigibibi, , zazayıyıf f böbölglge e veveya ya gegerirililimm konsantrasyon merkezleri meydana
konsantrasyon merkezleri meydana gelmeyecektir.gelmeyecektir.
Böyle bir deneyde, aynı çelikten elde edilen bir dökümde ince Böyle bir deneyde, aynı çelikten elde edilen bir dökümde ince ke
kesisite te bebeslslememe e ilile e sısıcacak k gegevrvrekekliliğe ğe kakarşrşı ı didirerencncinin, , kakalılın n kekesisitete beslenmeye nazaran 10 m
beslenmeye nazaran 10 misli arttığı tespit edilmisli arttığı tespit edilmiştir.iştir.
Sıcak çatlama olayı, solidüs sıcaklığını geçerken ve bu anda Sıcak çatlama olayı, solidüs sıcaklığını geçerken ve bu anda m
mevevcucut t yeyettererlli i bbir ir gegerriililim m aaltltıındnda a mmeyeydadanna a gegelmlmekekttededirir. . BuBu gerilimler, döküm soğudukça ve büzülme (çekilme) arttıkça artacak gerilimler, döküm soğudukça ve büzülme (çekilme) arttıkça artacak
ve
ve ilk oluşan katı kabuğun mukavemetini aşınca, çatlak oluşacaktır. Oilk oluşan katı kabuğun mukavemetini aşınca, çatlak oluşacaktır. O
hhalaldde e sısıcacak k yıyırrtıtıllmma a ololayayınına a enengegel l ololmmananıın n bibir r yoyollu u dda a kakalılıpp diz
dizaynaynınıının, n, soğsoğumumada ada krikritik tik bölbölgegeyi yi geçgeçerkerken en öneönemlmli i bir bir gergeriliilimm doğurmayacak şekilde yapılmasıdır.
doğurmayacak şekilde yapılmasıdır.
Sıcak Yırtılmanın Kalıp Gerilimleri Ve Büzülme Farkları ile Sıcak Yırtılmanın Kalıp Gerilimleri Ve Büzülme Farkları ile Olan İlgisi
Olan İlgisi
Sıcak gevrekliğe sebep olan gerilimlerin iki ana kaynağı vardır: Sıcak gevrekliğe sebep olan gerilimlerin iki ana kaynağı vardır: döküm ile kalıbın büzülme-genleşme farkları ve döküm içinde farklı döküm ile kalıbın büzülme-genleşme farkları ve döküm içinde farklı bölgelerde ayrı zam
bölgelerde ayrı zamanlarda olan büzülmanlarda olan büzülmelerdir.elerdir.
Kalıptaki gerilimler yolluk Ve çıkıcılardan da ileri gelebilir ve Kalıptaki gerilimler yolluk Ve çıkıcılardan da ileri gelebilir ve en son katılaşan bölgede sıcak çatlaklara yol açabilir. Örneğin, ikiz en son katılaşan bölgede sıcak çatlaklara yol açabilir. Örneğin, ikiz yolluk sisteminde katılaşmanın son safhasında, döküme nazaran daha yolluk sisteminde katılaşmanın son safhasında, döküme nazaran daha önce katılaşmış olan yolluklar parçanın uçlarını sabit hale getirir, önce katılaşmış olan yolluklar parçanın uçlarını sabit hale getirir,
ka
kalılıp p gegenlnleşeşmemesi si ilile e gegerirililim m memeydaydana na gegelilir. r. MuMukakavevememeti ti ve ve ısısıı kapasitesine bağlı diğer bir faktör de, maça y
kapasitesine bağlı diğer bir faktör de, maça yoğunluğuduroğunluğudur..
Sı
Sıcacak k çaçatltlakaklalarırın n didiğeğer r bibir r nenededeni ni de de bübüzüzülmlmelelererin in dedeğiğişişik k zamanlarda meydana gelişi, üniform olmayışıdır. Bu fark, genellikle zamanlarda meydana gelişi, üniform olmayışıdır. Bu fark, genellikle kalın ve ince kesitler arasında olmaktadır. Örnek olarak kalın kesitli kalın ve ince kesitler arasında olmaktadır. Örnek olarak kalın kesitli bir
bir tekerlek tekerlek çevresindeki çevresindeki ince ince flanş flanş gösterilebilir. gösterilebilir. Bu Bu durumda durumda flanş,flanş, dökümden kısa bir süre sonra tamamen katılaşacaktır. Aynı anda dökümden kısa bir süre sonra tamamen katılaşacaktır. Aynı anda kalın kesitte kalın
kalın kesitte kalın veve kuvvetli bir kabuk katılaşmaktadır. Flanş’ınkuvvetli bir kabuk katılaşmaktadır. Flanş’ın
sıcaklığı devamlı düşmekte, bununla beraber kalın kesitin sıcaklığı sıcaklığı devamlı düşmekte, bununla beraber kalın kesitin sıcaklığı pratik
pratik olarak olarak sabit sabit kalmaktadır kalmaktadır zira, zira, kabuğun kabuğun arkasında arkasında henüzhenüz ka
katıtılalaşmşmamamış ış bübüyüyük k bibir r sısıvı vı kikitltlesesi i mmevevcucutttturur. . FlFlananş ş bu bu araradada,a, büzülmek
büzülmek isteyecek, isteyecek, ancak ancak tekerlek tekerlek cidarı cidarı tarafından tarafından engellenecektir.engellenecektir. G
Gereriililimm, , flflananş'ş'ın ın çeçekmkme e mmukukavavememetetiini ni aşaşııncnca a çaçattlalamma a ololayayıı gerçekleşecektir. Dairesel veya dikdörtgen şekillerde meydana gelen gerçekleşecektir. Dairesel veya dikdörtgen şekillerde meydana gelen bu
bu tip tip olaylar, olaylar, ince ince flanşların flanşların ve ve keskin keskin köşelerin köşelerin yapılmaması yapılmaması içiniçin sebep olmaktadır.
sebep olmaktadır.
Sıcak çatlamaya karşı dirence (örneğin çelikte) bileşimin etkisi Sıcak çatlamaya karşı dirence (örneğin çelikte) bileşimin etkisi hakkında henüz tam olarak kabul edilmiş bir yargı yoktur. Deneysel hakkında henüz tam olarak kabul edilmiş bir yargı yoktur. Deneysel olarak, karbon çeliklerinde
olarak, karbon çeliklerinde %0.20%0.20 C’lu olanların en yüksek direnceC’lu olanların en yüksek dirence
sahip oldukları tespit edilmiştir. sahip oldukları tespit edilmiştir.
Karbon miktarındaki artış önce direni düşürmekte, sonra yavaş Karbon miktarındaki artış önce direni düşürmekte, sonra yavaş
yavaş
yavaş yükseltmektediryükseltmektedir..
Çelik içinde P Ve S Miktarı arttıkça (normal limitleri %0.02 S Çelik içinde P Ve S Miktarı arttıkça (normal limitleri %0.02 S ve
ve %0%0.0.02 2 P) P) sısıcacak k gegevrvrekeklilik k dadaha ha düdüşüşük k sısıcacaklklıkıklalarda rda memeydydananaa gelmektedir zira düşük ergime dereceli sülfür ve fosfürler solidüsü gelmektedir zira düşük ergime dereceli sülfür ve fosfürler solidüsü alçaltmakta ve dolayısıyla ciddi çatlaklara yol açmaktadır. Kükürt alçaltmakta ve dolayısıyla ciddi çatlaklara yol açmaktadır. Kükürt miktarında % 0,03 artış, dirençte ani bir azalma yaratmaktadır. Mn, miktarında % 0,03 artış, dirençte ani bir azalma yaratmaktadır. Mn, kükürtün zararlı etkisini gidererek
kükürtün zararlı etkisini gidererek direnci arttırmaktadır.direnci arttırmaktadır. Gr
Gri i dödökmkme e dedemimir r Ve Ve küküreresesel l grgrafafititli li dödökmkme e dedemimirdrde e sısıcacak k yırtılma olayı çok enderdir. Her iki malzemede de %3-4 C
yırtılma olayı çok enderdir. Her iki malzemede de %3-4 C ve %1-3 Sive %1-3 Si mevcut olup, son katılaşma pratik olarak sabit ötektik sıcaklığında mevcut olup, son katılaşma pratik olarak sabit ötektik sıcaklığında ol
olmamaktktadadır ır ve ve cocohehererent nt fafaz z memevcvcut ut ikikenen, , bübüzüzülmlmededen en dodolalayı yı bibir r ge
gerirililim m ololuşuşmmakaktatadıdır. r. AnAncacak k akakla la şöşöylyle e bibir r sosoru ru gegelelebibililir: r: ododaa sıcaklığında dahi çok az uzama gösteren gri dökme demir, neden sıcaklığında dahi çok az uzama gösteren gri dökme demir, neden solidüsun hemen altındaki gerilimlerde kırılmamaktadır. Bu sorunun solidüsun hemen altındaki gerilimlerde kırılmamaktadır. Bu sorunun cevabı ise, hem gri hem de beyaz dökme demirin solidüsten elastik cevabı ise, hem gri hem de beyaz dökme demirin solidüsten elastik sı
sınınırra a kakaddar ar ololan an araralalıkıkta ta %%10 10 cicivvararınında da bbir ir süsüneneklkliğiğe e sasahihipp oluşlarıdır. Küresel grafitli ve gri dökme demirlerde sıcak yırtılmayı oluşlarıdır. Küresel grafitli ve gri dökme demirlerde sıcak yırtılmayı önleyen diğer bir faktör de, son katılaşma sırasında hacimdeki artış önleyen diğer bir faktör de, son katılaşma sırasında hacimdeki artış (g
(genenişişlelememe) ) didir. r. Bu Bu ololayay, , sısıvı vı --- -- grgrafafit it + + ösösteteninit t rereakaksisiyoyonunu neticesinde meydana gelir.
neticesinde meydana gelir. Dö
Dökmkme e dedemimirlrler er üzüzererinine e yayapıpılalan n bibir r dedeneneydyde, e, dödökmkme e dedemimir r iiçiçindndekeki i P P bbilileşeşimimi i % % 0.0.04 04 deden n %%0.0.25 25 e e aartrtttırırııllmmış ış ve ve uzuzamamaa
ölç
ölçülülmüşmüştürtür. . UzaUzamamanın nın %5%50 0 oraoranınnında, da, çekçekme me mumukavkavemeemetintinin in iseise %1
%10–0–40 40 ororananınında da azazalaldıdığı ğı tetespspit it ededililmimiştştirir. . Bu Bu sosonunuçlçlarar, , düdüşüşük k ergime sıcaklığına sahip demir fosfür, demir karbür ve demirden ergime sıcaklığına sahip demir fosfür, demir karbür ve demirden oluşan olan
oluşan olan üçlü ötektiğin mevcudiyetine bağlanmaktadır.üçlü ötektiğin mevcudiyetine bağlanmaktadır.
Alaşımlı dökme demirlerde Mo mevcut olduğu zaman, yüksek P Alaşımlı dökme demirlerde Mo mevcut olduğu zaman, yüksek P bileşiminden
bileşiminden kaçınılmalıdır. kaçınılmalıdır. Zira Zira bu bu halde, halde, düşük düşük ergime ergime derecesinederecesine sa
sahihip p ve ve fofosfsforor, , mmololibibdeden n babakıkımımındndan an zezengngin in fafazlzlar ar mmeyeydadanana gelecektir.
gelecektir. Al
Al Ve Ve Mg Mg esesasaslı lı alalaşaşımımlalarlrla a yayapıpılalan n dedeneneylylererdede, , bubunlnlararının yapılarının %70 katı hale geldiğinde, sıcak gevrekliğe müsait konuma yapılarının %70 katı hale geldiğinde, sıcak gevrekliğe müsait konuma girdikleri
girdikleri görülmüştürgörülmüştür..
Genel olarak nadir toprak elementlerini bulunduran alaşımların Genel olarak nadir toprak elementlerini bulunduran alaşımların sıcak gevrekliğe daha az müsait oldukları tespit edilmiştir. Bunun sıcak gevrekliğe daha az müsait oldukları tespit edilmiştir. Bunun ned
nedenieni, , son son katkatılaılaşma şma safsafhashasındında a sabsabit it sıcsıcaklaklıktıkta a katkatılaılaşan şan öteötektiktik k olmaktadır.
olmaktadır. Nihayet,
Nihayet, bakır bakır esaslı esaslı alaşımların alaşımların sıcak sıcak yırtılmaya yırtılmaya veyaveya gevrekliğe daha az müsait olduğu tespit edilmiştir. Bu durum hem gevrekliğe daha az müsait olduğu tespit edilmiştir. Bu durum hem düşük ergime sıcaklığına sahip ötektik bulunması hem de coherent düşük ergime sıcaklığına sahip ötektik bulunması hem de coherent fazın bulunduğu sıcaklık aralığının çok dar
Kaynaklar Kaynaklar
-- “Döküm Prensipleri”“Döküm Prensipleri”, Doç. Dr. , Doç. Dr. Ahmet Altmışoğlu, KimyaAhmet Altmışoğlu, Kimya
Metalurji Fakültesi Metalurji Fakültesi
-- “Dökme Demir ve çelik döküm hataları “Dökme Demir ve çelik döküm hataları oluşumunun nedenleri”,oluşumunun nedenleri”,
Gonca Derme, Bitirme Ödevi Gonca Derme, Bitirme Ödevi
-- http://www.energhttp://www.energymanagertrainingymanagertraining.com/foundries/Manuf.com/foundries/Manufacturingacturing %20Processes.htm
