Sayfa: 1 [2] 3
  Yazdır  
Gönderen Konu: Çeliğin Yapısı ve Demir-Karbon Denge Diyagramı  (Okunma Sayısı 41776 defa)
Sefa Çabuk
Üye

Mesaj Sayısı: 182


« Yanıtla #15 : Mart 01, 2009, 14:16:44 »

Merhaba,
Çeliklerle ilgili kısaca yazmam gereken son bir kaç şeyide yazıp konuyu bitireyim dedim, bundan sonrasını tartışma şeklinde devam ettirebiliriz sanıyorum. En azından konuşulanlarla ilgi ortak bilgi birlikteliği olur ( konuyu bilmeyenler için )



ÇELİKLERDE ISIL İŞLEMLER


SEMENTASYON İŞLEMİ
Az karbonlu çelik yumuşak ve sünektir, işlenmesi kolaydır, ancak aşınma mukavemeti düşüktür. Çeliğe şekil verdikten sonra sürtünme etkisi altında kalacak yüzeylere sementasyon işlemi uygulanarak yüzeysel karbon oranı arttırılır, sonra su verilerek sertleştirilir, böylelikle aşınmaya dayanıklı yapılır. Semantasyon işleminde az karbonlu çelik aktif karbon atomları içeren bir ortamda yüksek sıcaklıkta belirli bir süre bekletilir. Karbon atomlarının yayınması sonucu yüzeyde ince bir tabaka boyunca yüksek karbonlu bir yapı oluşur. Bu şekilde semente edilmiş çeliğe su verilirse içi yumuşak ve tok, yüzeyi sert ve aşınmaya dayanıklı bir malzeme elde edilir ( örneğin iş makinelerinin hidrolik piston milleri, araçların krank milleri gibi)

YUMUŞATMA TAVLAMASI VE NORMALİZASYON

Soğuk şekil verme ile sertleşen ve gevrekleşen metalleri işlemek  zordur, bu durumda pekleşen metal yeniden kristalleşme sıcaklığı üzerinde bir süre tavlanırsa yumuşar ve sünekliği artar, bu nedenle şekil vermek kolaylaşır. Bu işlem çeliklere 600 C civarında uygulanır. Aslında bu işlemin başlangıcında çelikte mevcut artık gerilmeler giderilir, tam yumuşama sağlamak için çelik östenit bölge dediğimiz 723 C sıcaklığın üzerinde tavlanır ve fırında soğutulur. Burada dikkat edilmesi gereken ve genellikle gözden kaçan bir noktayı belirtmekte yarar görüyorum, özellikle bu işlem sırasında yüksek karbonlu çeliklerde karbon yanması sonucu dokuda ( özellikle yüzeyde ) karbon azalması ortaya çıkar bunun önüne geçmek için pratik olarak parçayı ağzı sıkı kapanabilen bir kabın içerisine odun kömürü yada kır döküm talaşına gömüp 750-850 C arasında tavlamak ardından soğumaya bırakmak karbon yanmasının önüne geçmektedir.

SU VERME ( SERTLEŞTİRME )
Su verme işlemini elimden geldiğince anlaşılır şekilde yazmaya özen göstereceğim. Bu noktada daha önceden çizelgesini verdiğimiz demirin soğuma diyagramından ve demir karbon denge diyagramından yararlanmakta yarar var yani konuyu okuyan arkadaşlar yeri geldiğinde o diyagramlara bakarlarsa konu daha anlaşılır olacaktır.
Karbonlu çelik 780-830 C civarındaki sıcaklıklarda austenit karışık kristallerinin oluşturduğu dokuya sahiptir, bu kristaller içerisinde karbon eritmiş gama kristalleridir. Austenit bölgesine kadar tavlanan çelik hızla soğutulunca ( suya yada yağa aniden daldırma olayı) gama karışık kristallerinin içinde erimiş ( yada yayınmış) olan karbon atomları austenit kristallerinden ayrılmaya fırsat bulamaz. Gama kristalleri içerisinde bir anlamda hapsolmuş karbon atomları karistallerden ayrılmak için büyük bir çaba gösterirler ne yazık ki sıcaklık buna elverişli olmadığından bunu başaramazlar. Karbonca aşırı doymuş olan bu yarı kararlı faza Martenzit denir. Martenzit dokuda karbon atomlarının kafes dışına çıkmak için göstedikleri çaba çelikte bir miktar hacim büyümesine de neden olur ( olabilecek çatlamalar tam da bu sırada oluşacaktır)
Yapılan bu işlem pratikte “çeliğe su verme” işlemi olarak nitelenir. Ancak martenzit içerisindeki olağanüstü gerginliklerden ötürü kullanılabilir bir yapı değildir. Hemen aşağıda yazdığım temperleme işlemi sonucu martenzit yapıdaki gerginlikler giderilir ve çelik kullanılır hale gelir.

TEMPERLEME ( GERGİNLİK GİDERME )
Martenzit çok sert ve gevrek olduğundan özellikle çarpma mukavemeti düşüktür. Bu olumsuzluğu gidermek için su vermeden sonra 300-400 C de tavlanan çelikte artık gerilmeler giderilmiş olur, sertlik biraz azalır ancak tokluk önemli ölçüde artar ve yapı kullanılabilir bir duruma gelir. Temperleme sıcaklığından sonra bazıları çeliğ tekrar suya sokar ve halk arasında “ çeliğe çifte su verildi” nitelemesinin nedeni budur, aslında temperleme işlemi sonrası suya sokulmasada da bunun bir önemi yoktur. İşlem sonucunda çelik genellikle maviye çalan bir renk aldığından “menevişleme” denilen işlem de aslında temperleme işleminin ta kendisidir.
 PRATİK BİLGİ: Temperleme işleminden önce çalışılacak parçanın bir kısmı özellikle parlatılırsa ( zımpara eğe vs) bu işlem sırasında çok yardımcı olur. Çeliğin içerisindeki sıcaklığa göre yüzeyde renk değişimi olur bu parlak kısımda bu renk hemen fark edilecektir ( mavi renk yada ördek başı rengi ) bu renk görüldüğünde parça temperleme sıcaklığına gelmiş demektir.

SOĞUTMA SIVILARI ( SU VERME SIVILARI )

Burada da pratikte hepimizin kullanacağı ve kolay uygulanabilen yöntemleri yazacağım.
Suda soğutma: Su verme sıcaklığında tavlanmış parça eğer kısaçla tutulacaksa ağız kısmı ısıtılmış kısaçla soğutma banyosunun içerisine daldırılır. Soğutma hızı arttırılma isteniyorsa suyun içerisine mutfak tuzu yada asit katılabilir. Suyun soğutma hızı çok yüksek olduğundan oluşacak gerginlikler de çok fazla olacaktır bu nedenle elinizdeki çeliğin nitelikleri suda sertleştirmeye izin veriyorsa su tercih edilmelidir. Ayrıca formu düzgün olmayan bir parçayı suda soğutacaksanız ( bir tarafı çok ince diğer tarafı çok kalın gibi) parça tavlama öncesi ince kısımlar çamurla sıvanmalıdır. Suya daldırılan sıcak çelik hep aynı yerde bekletilmemeli ( çünkü lokal olarak buhar oluşur) sürekli sekiz çizer pozisyonda hareket ettirilmelidir.
Yağda Soğutma: Yağ soğutma hızı daha düşük bir sıvıdır, karbon oranı yüksek çelikler çatlama riskine karşı yağda sertleştirilirler. Bu işlemde parça yağın içerisine aniden daldırılmalıdır, aksi durumda yağın yüzeyinde alevlenme oluşabilir. Ayrıca sertleştirilecek parça miktarı çoksa yağ kabı bir su kabının içerisine konup soğutulmalıdır.


Selamlar sevgiler
Sefa Çabuk
Logged
Emre Kipmen
Moderatör
Üye

Mesaj Sayısı: 456



WWW
« Yanıtla #16 : Eylül 10, 2009, 14:16:13 »

Sefa Bey, verdiğiniz bilgilerden ötürü çok teşekkür ederim. Bu yazıyı aslında bir başucu eseri halinde hepimizin bastırıp her gece tekrar tekrar okuması gerekiyor  Smiley.

Özellikle çok karmaşık olabilecek konuları pratik bilgilerle zenginleştirip kolay anlaşınabilir hale getirmeniz gerçekten takdire şayan. Emeğinize sağlık...

Ancak Kayahan Bey'in dikkat çektiği nokta çok önemli. Kevin Cashen'den bahsetmişsiniz, ben de onun yazılarını 5-6 yıldır her fırsat bulduğumda okurum. Hatta kendisi bir kaç projemde karşılaştığım sorunda birebir yardım etmiştir (internetten tabii). Bu konu "edge packing myth" denilen konu. Türkçesi Ağız sıkılaştırma mitosu diye tercüme edilebilir. Demirciler yüzyıllardır döverek çeliğin daha iyi sertleştiğine, ağızın daha güçlü olduğuna inanıyorlardı. Modern metalurji gelişirken bu mitos daha bir alevlendi çünkü gerçekten dövülen çeliğin yapısı dövülme sırasında daha düzenli ve "yoluna" hale geliyordu. Ancak günümüz metalurjisi bunun aslında sadece dövme sırasında olan geçici bir durum olduğunu farketmiş durumda. Maalesef çelik östenitlendiği ve yapının çözündüğü, sonuçta martenzitik çeliğe dözüşümü sırasında tüm yapının sıfırlanıp yeniden şekillendiğini kavramış durumda. Çelik gerçek karakterini nasıl şekil verildiği ile değil, ısıl işlemin ne şekilde yapıldığına bağlı olarak kazanır. K. Cashen'in ve daha bir çok ustanın konu hakkındaki fikri şu yöndedir:
- Dövme daha havalıdır, daha keyiflidir...
-Dövme bıçak yaparken elinizdeki çeliğin ölçüleri sizi bağlamaz, sonuçta plastik malzeme ile çalışıyorsunuz.
- Döverek yapılan üretimde çelik ısrafı yok denecek kadar azdır, artan çelik biçimi ne olursa olsun başka bir bıçak yapmak için kullanılabilir.
- Döverek yapılan üretimde kullanılan çelik kolay, hızlı ve az ekipmanla doğru ısıl işlem uygulananbilen çeliklerdir, çeliğin karakteri hemen ocak başında şekil alır,
- Hızlıdır, çeliğin ısıl işlemi, normalizasyon, ani soğutma, menevişleme, hepsi birden bir saat içinde bir bıçak yapılabilir, hatta daha hızlı. (bir usta 30 dakikada kabzasından saten bitirişe kadar herşeyi ile çok güzel bir bıçak çıkarmıştı)
- Dövme bıçak iyi bir pazarlama objesidir (insanların konu hakkındaki yanlış fikirlerinden dolayı)

Ancak hiç bir kişi şu çağda talaşlı üretilmiş bıçak ile dövülerek üretilmiş bıçağın arasında metalurjik olarak bir fark bulamaz, elektron mikroskobuyla bile. Hemen yine K. Cashen'in söylediği bir sözü aktarayım: Dövülmüş bıçak ta son aşamada talaşlı üretime sokulur, son şeklini verip ağızını açmak, bıçağın üzerindeki oksiti kaldırmak için. Sonuçta her bıçak talaşlı üretilir...
Saygılarımla
Emre Kipmen
« Son Düzenleme: Eylül 10, 2009, 14:19:50 Gönderen: Emre Kipmen » Logged

Sefa Çabuk
Üye

Mesaj Sayısı: 182


« Yanıtla #17 : Eylül 11, 2009, 01:00:59 »

Emre bey öncelikle övgünüze teşekkür ederim,
Üretim tekniğinin ( şekillendirme işleminde )yapısal dayanıma etkisini yok saymak çok yerinde bir görüş değil. Çeliğin ( daha doğrusu demirin ) allotropik bir metal olması ve farklı ısıl işlem derecelerinde farklı kristal kafes yapılarında bulunması doğal olarak sizi de yapının ısıl işlemle "sıfırlandığı" düşüncesine itmiş. Isıl işlemle dokuyu eski haline döndürseniz bile üretim tekniğinizden kaynaklanan kristal dizilimi eski haline döndüremiyorsunuz, üstelik üretim tekniğinin ( talaşlı yada dövme) aralarındaki farkı elektron mikroskobuyla görüp görmemeniz de ne yazık ki dayanım konusunda sadece bir fikir verir. Doğru olan, standart çekme çubukları hazırlayıp bunları çekme testine sokarak elinizdeki malzemenin elastikiyet sınırı, akama dayanımı, kopma sınırı vs gibi değerlerini görmektir, diğer türlü yapılan her yorum çok iddia taşır ve bana göre bilimsel bir yanı olmayan kişisel düşüncelerdir.
Talaş kaldırma  ne yazık ki işin sonunda kaçınılmaz olarak vardır ve yapılması gerekir, ama ağızdan talaş kaldırmak bıçağın ya da kesicinin sırt kısmını yok etmediğinden buna da katlanılabilir. ( sinterleme yöntemiyle üretilmiş çelikleri bunların dışında tutuyorum)
Logged
Emre Kipmen
Moderatör
Üye

Mesaj Sayısı: 456



WWW
« Yanıtla #18 : Eylül 11, 2009, 02:10:00 »

Yanlış bir yerden yaklaşmışım konuya. Aslında bahsettiğim benim şu meşhur ağız sıkılaştırma (edge packing) denilen konu idi. Parça (grain) diziliminin özellikle çekme yöntemi yüzünden oluşan düzeni konusunda bıçaklar için çok tartışmalı olsa da kompleks biçimler için kesinlikle dövme yönteminin talaşlı yönteme göre fark edilebilecek miktarda olduğu konusunda haklısınız. Ancak bıçaklar için konuştuğumuz bu forumda bunun etkisinin sıfıra yakın düzeyde olduğunu da kabul edeceksinizdir. Sonuçta bıçağın ağız boyunca dizilimdeki bozulmalar bıçağın darbe dayanımını etkilemeyecek kadar azdır. Önceki mesajımda biraz fazla reddedici bir şekilde yaklaştığım için özür dilerim herkesten, benim problemim dövme ısısı altında yapılan ve çalışma sertleşmesinin nedeniyle bu işlemin bıçak ağzında büyük performans artışına yol açtığı konusundaki görüştür.  Bu düşünce tarzını eğer rast geldiyseniz, kamyon makasından ya da başka bir hurda çelikten köylüye balta-kazma yapan kasaba demircisinden duymuşsunuzdur. Ben en azından 3-4 kere karşılaştım. "Dövdükçe sertleşen" çelikleri duymamış olanımız var mı? İnsanlar yapılan bıçağın dövülerek yapılmış olmasını yeterli bir garanti olarak görüyorlar, kimse için o bıçağın nasıl bir çelikten nasıl bir ısıl işlemle yapıldığını merak etmiyor.

 Benim şu anda vurgulamaya çalıştığım bu işle uğraşmak isteyen bir kişinin, bıçağı nasıl şekillendirdiğinin önemi yoktur. Ayrıca herkes dövme yapamayabilir, ya kullandığı çelik dövmeye uygun değildir (yüksek alaşımlı çelikler gibi), ya da şehirde bir apartmanda yaşıyordur. Bu kişilerin yaptıkları döverek şekillendirenlerin ürettiklerinden daha mı kalitesiz, talaşlı üretim yaptılar diye? Maalesef genelde tam tersi oluyor. Bence bıçağın kalbi ısıl işlemin ustalıkla yapılmasında ve bıçağın geometrisindedir. Bu ikisi gerçekten mükemmelse bıçağın performansının eline hiçbir şey su dökemez, ister dövülerek ister talaşlı yapılmış olsun. Bence vurgumuz bu yönde olmalı...
Logged

Tolga Arıkan
Üye

Mesaj Sayısı: 29



« Yanıtla #19 : Eylül 12, 2009, 01:28:27 »

Sefa Bey verdiğiniz bu önemli bilgiler için çok teşekkür ederim. Soğutma sıvıları hakkında izin verirseniz birkaç şey sormak istiyorum. Soğutma sıvılarının kendi sıcaklıklarının yapılan işleme etkisi var mıdır, örneğin suyla yapılacak bir işlemde su ne kadar soğuk veya sıcak olmalıdır? Yağla su verme işleminde kullanılacak yağ nasıl olmalıdır? Yanık yağ veya kullanılmamış yağ bizim için farklı sonuçlar doğurabilir mi?
Logged
Emre Kipmen
Moderatör
Üye

Mesaj Sayısı: 456



WWW
« Yanıtla #20 : Eylül 12, 2009, 02:16:57 »

İzin verirseniz çok kısa bir kaç birşey söyliyeyim, Sefa Bey gelene kadar....

Cevaplar: Evet, 35-40, Olabildiğince Hızlı, Evet  Smiley Yok bu çok kısa oldu...

Genelde su ile soğutma işleminde su 30-40 derece arasında tutulur. Bu suyun optimum ısıyı absorbe etmesini sağlar.

Karbon çeliklerinde yüzde .8 karbon altındaki çeliklerde (ötektoid çelikler) soğutma ortamı orta hızlı yağlardır. Bunların çoğu bir bıçağın östenitleme ısısından (800 derece civarı), perlit burnunun biraz altı olan 450 derece civarına 5-6 saniye içinde düşürmesi beklenir. Eğer bı hızı yakalayamazsanız martensit yerine perlit üretmeye başlarsınız. Bu bir bıçakta hiç istemeyeceğiniz bir şey. Bunu yapabilen yağlar arasında en uygunu bizim için Kanola yağı olabilir. Ayçiçek yağını denemedim ama kanoladan daha yavaş olduğunu duymuştum. Bu yağlar genelde 48 - 50 derece civarına kadar ısıtılır. Bu derecelerde akışkanlığı ve ısı emme performansı artar. Bu optimum ısı yağdan yağa değişir.

Yanık yağ bizim bıçağımızı sertleştiremez, çünkü içindeki partiküller ve kimyasal yapısı değişmiş yağ ısıyı yeterince hızlı absorbe edemez. Ayrıca soğutmanın homojen olmamasına da sebep olabilir. Kullanmadığım için bilmiyorum, ama bilmek de istemiyorum....

Son olarak suda sertleştirmek istiyorsanız çok kereler hüsrana uğramaya hazır olunuz. Su hızlı soğutur ama çok fazla hızlı... Aynı zamanda su sıcak bıçağın etrafında buhar cepleri oluşturur, bu da bıçağın bazı bölgelerinin ısıyı diğer bölgelerden daha yavaş kaybetmesine sebep olur, bunun sonucu da biriken gerilimler, deformasyonlar ve çatlama kırılmalar. Bunu aza indirmenin en iyi yolu suyumuza bol bol tuz koymaktır. Tuzlu su daha zor buhar cepleri oluşturur, ancak soğutma hızı biraz daha artabilir. Yine de tuzlu su normal sudan çok daha iyi bir soğutma sıvısıdır...

http://www.sv.vt.edu/classes/MSE2094_NoteBook/96ClassProj/examples/icnew2.gif
Logged

Emre Kipmen
Moderatör
Üye

Mesaj Sayısı: 456



WWW
« Yanıtla #21 : Eylül 12, 2009, 02:32:11 »

Yukarda bolca tuz demiştim. Düzelteyim, bilimsel olsun Smiley %5 ile %10 civarında bir konsantrasyon uygundur. Tuz konsantrasyonunu azalttıkça hızı da düşer. Ancak bir uyarı daha yüksek karbonlu çeliklerde ne su ne de tuzlu su kullanmamaya, .80 altında kanola yağı, .80 üzerinde çelikler için özel geliştirilmiş en hızlı ısıl işlem yağı kullanınız... .80 üzerindeki çeliklerde (hiper-ötektoid) sadece 1 saniyeniz var 500-450 derecelere inmek için, ötektoid çelikler gibi 5-6 saniyemiz yok...
« Son Düzenleme: Eylül 12, 2009, 02:36:54 Gönderen: Emre Kipmen » Logged

Sefa Çabuk
Üye

Mesaj Sayısı: 182


« Yanıtla #22 : Eylül 12, 2009, 16:27:10 »

Tolga bey, soğutma ortam sıcalıklarının, çeliğin sertleştirilmesinde doğrudan etkisi vardır. Sırayla yanıtlayacak olursak suyla yapılacak işlemlerde ( kullanılacak çeliğin suyla sertleştirmeye uygun olduğunu varsayarak) suyun sıcaklığı 15-30 C civarında olmalı, ayrıca eğer olanaklıyla suyu sürekli karıştırmalı, değilse sertleştirilecek iş parçasını asla, suyun içine soktuğunuzda aynı yerde tutmayıp sürekli hareket ettirmelisiniz ( bunu yapmaktan amaç sertleştirme işleminde de söz ettiğim oluşacak buhar tamponunun önüne geçmektir, buhar tamponu homojen soğumayı engellediği için çarpılma ve çatlamalara yol açabilir, ya da eşit olmayan bir sertleşmeye neden olur) Su kullanımında eğer suyun içerisine %10 tuz ( NaCl ya da NaOH) eklerseniz soğutma kapasitesini arttırmış olursunuz. ( Dün yazmayı unutmuşum, belirtmekte yarar var tuzlu su kullandığınızda oksitlenme hızlı olacaktır)
Yağ kullanımında ise genel olarak yağın sıcaklığı 40-80 C civarındadır ama bu kesin bir değer değildir, ve yağın vizkositesiyle de ilgilidir biraz kimi çeliklerde ya da hassas parçalarda çarpılma v çatlamaların önüne geçmek için 150 C hatta 200 C ye kadar ısıtılabilen yağlar da vardır. Hayvansal ya da bitkisel yağlar genellikle çok kararlı soğutma yapamadıklarından günümüzde pek tercih edilmiyor ( Emre beyin söylediği kanola ya da ayçiçek yağını denemedim eğer deneyen varsa deneyimlerini dinlemek isterim )
Şimdi gelelim yanık veya daha önceden kullanılmış bir yağın kullanılmasına, özellikle kullanılmış trafo soğutma yağı bulursanız rahatlıkla kullanabilirsiniz ve uygun sonuçlar alırsınız, motor yağlarından da çok şiddetli oksidasyona uğramamışsa ( yağın içerisinde kristalleşme yoksa ) yine rahatlıkla kullanabilirsiniz. Bıçak gibi küçük boyutlu malzemelerde ben kullanılmış yağla yeni yağ arasında bir fark göremedim.  bunların dışında ayrıca özel olarak üretilen  ve sertleştirme de kullanılan soğutma yağları vardır ama sizin yapacağınız işlemde  gereksiniminiz olacağını sanmıyorum. Eklemekte yarar var su ve yağ ortamı dışında ayrıca bu ikisi arasında yer alan organik polimerlerde var kullanılan ( polialkalinglikol vs ) ama kullanmadığımdan yorum yapmam doğru olmaz.
« Son Düzenleme: Eylül 13, 2009, 20:17:09 Gönderen: Sefa Çabuk » Logged
Burak Ekit
Üye

Mesaj Sayısı: 26



« Yanıtla #23 : Eylül 29, 2009, 20:10:46 »

Sementasyon isleminin tarih icinde geleneksel kilic yapimciliginda herhangi bir kullanilmisligi var midir? Bu gun kullanilan modern tekniklerde bir yeri var midir? Teknik acidan bakildiginda yine herhangi bir anlamli avantaji var midir? - yuzeyde sert bir kabuk ya da zarf varligi bir avantaj gibi gozukuyor - Ne kadar derinliklerde ve yine ne kadar sertlik elde edilebilir ? ve son olarak yukarida sozu gecen karbondan zengin ortamlar nelerdir? - bu son soruyu sunun icin sordum ; japonya da kilic yapimi sirasinda ya da da daha da kesin olmak gerekirse dovme isleminin ilk safhalarinda kizgin celik kutlesinin - tamahagane - uzerine bir nevi kil eriyigi sandigim bir sivi dokuldugunu gordum. herhangi bir alakasi var midir , bunu neden yaptiklarini hep merak etmisimdir -

Bu baslik icindeki bilgiler icin gec de olsa ozellikle tesekkur etmek isterim. Benim gibi tembeller icin bilgiyi bu kadar acik, net ve kisaca bulmak buyuk bir sans.
Logged
Emre Kipmen
Moderatör
Üye

Mesaj Sayısı: 456



WWW
« Yanıtla #24 : Eylül 30, 2009, 00:42:57 »

Modern kullanımını bilemiyorum ancak tarihte sementasyon (daha doğru terim karbürleme) özellikle düşükkarbonlu çeliklerin karbon kapasitesini yükseltmek için kullanıldı. Özellikle Kuzey Avrupa demircileri kılıçları bu yöntemle yapıyorlardı. Viking kılıçları bu konudaki en güzel örnektir. Karbonu düşük levhalar kömür ile birlikte hava geçirmez bir zarfta uzun süre AC3 yani 900 derece civarında bekletilirdi. Sonuçta bir milimden daha ince bir tabaka karbonca zenginleşmiş olurdu. Ancak bu işlem tek başına birşey sağlamayacağı için, bunun gibi levhalar bir arada dövülerek kaynatılır, sonra işlem tekrarlanarak çelik kendi üstüne katlanarak kaynatılmaya devam edilirdi. Lamine çelik sonra burulur ve dövülerek düzlenirdi. Bu sayede hem göze hoş gelen "desenler" oluşur, hem de çeliğin sertleştirilebilirliği arttırılırdı.

Japonyada ise bu iş tam tersine işler. Tatara fırınından çıkan çelik çok farklıdır. Öncelikle kirlidir. Yani çelik içinde boşluklar, yabancı maddeler, refrakter malzeme vs. hapsolmuştur.
Ayrıca körüklerin havayı üflediği noktanın mesafesine göre fırının dibindeki çelik kütlenin karbon konsantrasyonları farklı farklıdır. Yani belli bölgede %1-2 ye varan oranlarda karbon çeliği oluşurken, oksidasyon bölgelerinde çok düşük veya nerdeyse hiç karbonsuz demir bulunur.
Usta bu bölgeleri birbirinden ayırır ve her bir ayrı çelik parçasını ayrı amaçlar için işler. En yüksek karbonlu çelik parçalarını ağız için saklar, geri kalanlar ise genelde birbiri üstüne döverek kaynaklama suretiyle bindirilir. Bu işlem çok çetrefilli bir süreçtir. Öncelikle malzeme çekiç altında dağılmayana kadar içindeki yabancı maddelerden arındırılması lazımdır. Bu iş sırasında kullanılan kil karışımından bahsediyorsunuz. Bu sulu kil karışımı bir tür "flux"tır. Kil bu işlemde hem oksitlenmeyi engeller, hem de çelik içindeki yabancı malzemelerle bileşim yaparak kirli çeliği temizler.
Viking demircilerinin aksine Japon ustası her katman çeliği belli bir miktar de-karbonize (karbon yitimi) eder. Yani yüksek ısılarda dövme sırasında çeliğin yüzeyinden karbon kaçışı olur. Bu düşük karbonlu katmanlar tekrar tekrar katlanan çelikte katmanlaşmaya ve ahşaptaki yollar gibi esnek ve sert katmanlardan oluşan bir kompozit oluşturmaya yarar. Ancak Kuzey avrupalı meslektaşları gibi göze hoş gelecek bir katmanlaşma peşinde değildirler. Onun yerine çeliği homojen bir hale getirme çabasındadırlar. Bu yüzden ortalama bir tamahagane çeliğinde milyona varan katman vardır, katmanlar arasında karbon difuzyonu yüzünden de nerdeyse üniform bir yapıya ulaşır...

Teknik açıdan sementasyonun avantajı çok basit bir yolla düşük karbonlu çelikten, yüksek karbonlu çelik elde etme yöntemidir.
Ancak bu işlem sonucunda elde edilen yüksek karbonlu çelik çok ince bir tabakadır, yarım milim veya daha az bir kalınlıkta kabuk... Böyle bir çeliğin katlanmadan ve tekrar tekrar karbürlenmeden bir kesici alette kullanımı mantıksız olacaktır, çünkü ilk bilemede aletin sert kabuğu kaybolacak, işlemi tekrarlamak gerekecektir.

Modern üretimde özellikle sert dış kabuğun yeterli olacağı işlerde (bilyalar, yataklar, bazı miller vs..) kullanılır, bunun ana nedeni de maliyeti düşürmektir... Ayrıca krank miller, dişlilerde iç yapının yumuşak olup, aşınmaya dayanıklı sert bir kabuğun olması objenin ömrünü artırır... Bir sürü sementasyon yöntemi var modern üretimde, tuz banyosunda sementasyon, nitrürleme, gaz ortamında sementasyon, plazma nitrürleme, borlama vs vs. Uygulaması ve kullanım yerleri konusunda pek bir bilgim yok. Ancak konu hakkında Sefa Bey çok daha açıklayıcı bilgiler verecektir eminim...
Logged

Burak Ekit
Üye

Mesaj Sayısı: 26



« Yanıtla #25 : Eylül 30, 2009, 09:37:33 »

tesekkur ederim, karsiliginda tatara icin belki de daha kolay olabilecegini dusundugum asagidaki kurulum da denenebilir ;
http://inaba.nims.go.jp/movie/TATARA/tatara.html

p.s. bu arada ben su anda kullandiginiz firini merak etmistim...
« Son Düzenleme: Eylül 30, 2009, 09:42:05 Gönderen: Burak Ekit » Logged
Sefa Çabuk
Üye

Mesaj Sayısı: 182


« Yanıtla #26 : Eylül 30, 2009, 09:48:48 »

Japonların geleneksel yöntemle kılıç yaptıkları birkaç video izlemiştim, açıkçası kimi sahnelerde yorum yapmakta zorlandım, örneğin sizin söylediğiniz ustanın titizlikte seçtiği parçaları bir araya getirip üzerine Japonca karakterlerden oluşan yazı yazılmış bez parçasını koyduktan sonra üzerini sıvı kille kapladığı durum, ben bu işlemin ısı altında kabuklaşacak kilin ocağa sokulan çelik parçacıklarını bir arada tutmak amacıyla yapıldığını düşünmüştüm, ama Emre bey bunun flux ( yada dekapan) işlevi olduğunu söylemiş, eğer öyleyse çok ilginç gerçekten, kilin yapısını incelemekte yarar var. Normal kullanımda dekapanlar özellikle sert lehim uygulamalarında, yüzeyde oksit oluşumunu engellemek, var olan oksit tabakasını parçalamak, yüzey gerilimini azaltmak ve lehimleme tutunmasını hızlandırmak vs. için kullanılır, ocak kaynağında da yüzeysel temizlik için zaman zaman dekapan ( genel olarak boraks) kullanırız bu işleri kolaylaştırır.
Sementasyon işlemiyle ilgili daha önce çok kısa ve genel bir bilgi yazmıştık, hem sorunuza yanıt olması hem de konuyu açmak açısından biraz daha ayrıntıya girmekte yarar var sanırım.
Sementasyon işleminin modern teknikte hala yeri var, hatta vazgeçilmez bir yeri var desek daha doğru olur, dinamik yükler altında çalışan makine parçalarında yüzeyin sert ve aşınma dayanımın yüksek olması istenir bunun yanında yüzey altı yapının da darbelere ve vuruntulara dayanıklı olması için merkeze kadar dış yüzeyden daha yumuşak olması istenir, örneğin makine dişlileri böyle parçalardır. Bu özelliği sağlayabilmek için kullanılan yöntemlerden birisi de sementasyon ( ya da kabuk sertleştirme, karbürleme, karbürizasyon.) buna yönelik başka işlemlerde yapılır sıralamak gerekirse, nitrürleme, siyanürleme, karbonitrürleme, alevle sertleştirme ve indüksiyonla sertleştirme. Sıraladığımız son iki yöntem dışındaki yöntemlerde çeliğin yüzeyindeki kimyasal kompozisyon değişir, karbon miktarı artar ( aslında dayanıklı yüzey elde etmek için karom kaplama, alüminyumlama, titanyumlama ve silisyumlama da sayılabilir ama konumuz dışında)
Sementasyon işlemi iki aşamadan oluşur, birinci aşama karbürleme ki bu aşamada yüzeye olmasını istediğiniz oranda karbon emdirirsiniz bunu üç farklı yöntemle yapabilirsiniz, katı, sıvı yada gaz. Gaz olarak genellikle karbonmonoksit kullanılır ama işlemin hem maliyeti yüksektir hemde uğraşı gerektirir, fırın ortamında östenit fazı sıcaklığına kadar ısıtılan parçanın üzerine gönderilen gazın içerisindeki atomik karbon çelik bünyesine girerek çözünür, bu işlemde yüzeydeki karbon derinliği zamana ve hatta sıcaklığa bağlı olarak değişir ( bu arada söylemekte yarar var metan etan propan ya da bütan da yine karbürleyici gazlardır ve kullanılabilir) örneğin 0.2 karbon oranına sahip bir çelikte 900 derecede 4 saat beklerseniz semente derinliği 085 mm olacaktır aynı parçada aynı sıcaklıkta 8 saat beklerseniz derinlik 1.3mm olacaktır ama 955 derecede 4 saat bekletirseniz derinlik 1.6 mm ,kısaca bunları çizelgeden bakarak belirliyoruz, çizelgeyi ek olarak aşağıya veriyorum.
Katı karbürlemede ise parça genellikle metal bir sandık içerisine ( sandık dediysem kutu aslında Smiley) katı karbon verici malzemelerle birlikte konur bunlar her türlü karbonca zengin malzeme olabilir, meşe kömürü, kok, yanmış kemik, yanmış deri vs (endüstride sadece bu iş için yapılmış karbon granüller de satılmakta) bunların yanında aktifleştirici olarak kalsiyum karbonat veya sodyum karbonatı yada her ikisini birden de kullanabilirsiniz.
Semente edilecek parça merkezde kalacak şekilde bu malzemelerle sandığa yerleştirilir ama dikkat edilmesi gereken nokta bu malzemelerin parça çevresinde en az 25 mm kalınlıkta olmasıdır, ardından sandığın kapağı kapatılır etrafı hava almayacak şekilde ateş tuğlası çamuruyla ya da kille sıvanır fırına yerleştirilerek 850-950 derece civarında uygun sıcaklıkta uygun bir süre bekletilir kabaca her 01 mm derinlik için 1 saat.  burada dikkat edilmesi gereken, süre tutmaya fırın uygun sıcaklığa gelince başlanmasıdır. Ayrıca semente edilecek parçanın yüzeyinde yağ kir oksit vs bulunmamasına da özen gösterilir ki karbon emmeyen bölge kalmasın, semente işleminde parçanızın karbon emmesini istemediğiniz bir yeri varsa yine bu bölgeyi kille ya da ateş tuğlası çamuruyla sıvamakta yarar var.  tüm bu işlemin sonucunda yüzeyine karbon emdirdiğiniz parçayı normal sertleştirme işlemine sokmanız gerekmekte, buna da sementasyon işleminin ikinci aşaması diyoruz, bunu  yazmaya gerek yok sanıyorum, defalarca konuşulmuştu.
Sementasyon işleminin kesicilerde çok ilginç bir sonucu var kişisel olarak denediğim çok küçük bir bıçak vardı sadece ağızdaki 2 mm yi sertleştirmiştim ama iyi bir sonuç olmadı, daha doğrusu anlamsız oldu çünkü biz zaten bir bıçağın ya da kılıcın sadece istediğimiz yerini sertleştirebiliyoruz, bunu yapabilmek varken sementasyon işlemi çok anlamlı olmuyor, çünkü çeliğin ana malzemesi karbonca çok fakir olduğundan en küçük bir zorlamada eğiliyor ( hatta çarpılıyor) . Şimdilik ancak bu kadar yazabiliyorum, ilerde merak yada gereksinim olursa diğer yöntemleri de ayrıntısıyla inceleyebiliriz. Selamlar, sevgiler.



* SEMENTASYON ZAMAN-DERİNLİK EĞRİLERİ.jpg (54.77 KB, 731x595 - Görüntüleme: 606 kez.)
Logged
Emre Kipmen
Moderatör
Üye

Mesaj Sayısı: 456



WWW
« Yanıtla #27 : Eylül 30, 2009, 11:49:41 »

Sefa Bey, ben de ilk okuduğumda çok şaşırmıştım çünkü kil ile kaplamanın sementasyon için olduğuna adım gibi emindim. Ancak bir sürü kaynakta bunun tam tersi bir görevi olduğu anlatılıyor.

Öncelikle tatara çeliğinin ilk işlemi 1200-1300 derecelerde dövmek. Ancak odun kömürü yakan dövme ocağı oldukça iyi bir redüksiyon ortamı, yani çelik büyük ihtimal yüzlerce kez tavına getirilip dövülüyor ve bu arada ocaktan karbon alması muhtemel. Nerdeyse tüm ciddi kaynaklar kil ile kaplamanın birkaç nedeni olduğuna parmak basıyorlar:
1- Tatara çeliğinin temizlenmesinde flux görevi görmesi,
2- Dövme kaynak ile bir araya gelecek parçaları bir arada tutması (bu da önemli çünkü bir sürü parça birbiri üstüne yığılı halde)
3 - Ocakta 1300 dereceye çıkarken parçaların etrafında bir izolasyon olması sayesinde çeliğin daha yavaş ve homojen ısınmasını sağlamak.
4 - Redüksiyon ortamından karbonlanma olmaması için bir önlem  ( Huh? Shocked .  Bizim düşündüğümüzün tam tersi değil mi  Cheesy )
5 - Mistik olarak da Hava, Ateş, Toprak ve Suyun bir araya gelmesinin simgelenmesi,
6 - Çeliğe sarılan yazılı kağıt o çeliğin tipini belirliyor. (mavi ise normal çelik, yeşil ise soylu çelik, beyaz ise imparatorluk soyu çeliği)

Bu karakterlerini korumuş olması Japonya'daki kılıç yapımının hala ilginç olmasını sağlıyor. Dünyanın başka hiç bir yerinde artık kılıçlar ve bıçaklar asıl demir cevherinden yapılmıyor. Amerika'daki, Rusya ve Almanya'daki bir kaç bıçakçıyı saymazsak.

ps. Burak bey, şu an yine kendi yaptığım bir propan fırını kullanıyorum nadir de olsa dövmek için. Isıl işlem fırınlarım Kütahya Refsan'dan özel yaptırıldı. Yaklaşık 3000 YTL civarında, iç açıklık 45 santim derinlikte, 10 X 10 cm en/boy, ancak daha ucuz kontrolör, kayar kapı olmasa vs. ile bu daha ucuza gelebilirdi. Aynı zamanda özel sipariş olmasından dolayı fiyat katlandı tabii...
« Son Düzenleme: Eylül 30, 2009, 12:35:36 Gönderen: Emre Kipmen » Logged

Sefa Çabuk
Üye

Mesaj Sayısı: 182


« Yanıtla #28 : Kasım 17, 2009, 01:30:01 »

çelikteki alaşım elemanlarının fiziksel duruma etkilerini bir tablo haline getirmiştim, kullanacak arkadaşlara hızlı bir fikir verebilir. Selamlar




* adsız.jpg (100.65 KB, 759x591 - Görüntüleme: 1350 kez.)
Logged
Mehmet Ali Yurttürk
Üye

Mesaj Sayısı: 20



« Yanıtla #29 : Mart 23, 2010, 03:18:38 »

kullandığım paslamaz tabağın üzerinde şu yazıları gördüm tam olaraka yorumlayamadım "thyssen krupp nirosta 1.4120 3C/2B   53716   900851  QA" bu bilgileri nasıl yorumlamam gerektiği konusunda beni aydınlatabilirseniz çok mutlu olcam...bu başlık altında verilen bilgiler gerçekten muhteşem kimya ve fizikle aram iyi olmamasına rağman tekrar tekrar okuyarak anlamaya çalışıyorum...verdiğiniz emeklerden dolayı teşekkür ederim...
Logged
Sayfa: 1 [2] 3
  Yazdır  
 
Gitmek istediğiniz yer:  

Her Hakkı Saklıdır © 2007-2014 cebehane.com
Powered by SMF 1.1.17 | SMF © 2006-2008, Simple Machines
Theme DarkVista modified for CebehaneForum