Jominy deneyinin uygulanma amacı soğuma hızının farklı kimyasal bileşimlere sahip çeliklerin sertliğine etkisinin incelenmesidir. Ayrıca deney, çeliklere alaşım elementi olarak katılmasının, parçaların daha üniform olarak ve daha derinlemesine sertleşmenin sebebinin açıklanmasını sağlar.
Sertlik ve Sertleşebilirlik farklı kavramlardır. Jominy deneyi sertleşebilme kabiliyetini ölçer.
Sertleşebilirlik kavramları
a) Sertlik: Herhangi bir malzemeye kendisinden daha sert bir cisim etki ettiğinde; malzemenin, batmaya karşı gösterdiği direnç, sertlik olarak tanımlanır. Ayrıca sertlik şu şekilde de tanımlanabilir; Sertlik, malzemelerin plastik deformasyona karşı direnç gösterebilme kabiliyetidir.
b) Sertleşebilme Kabiliyeti: Sertleşebilirlik, çeliğin su vermede martenzit oluşumu ile sertleşme özelliğidir. Sertleşebilme özelliği, söz konusu çelik için bu çeliğin yüzeyinden merkezine sertlik dağılımı yanında elde edilen ve bazen yüzeyden %50 martenzitin bulunabildiği noktaya kadar olan uzaklıkla belirlenen sertleşme derinliğini verir. Sertleşebilme kabiliyetiyle ilgili olarak da diğer bir önemli bir kavram krıtik soğuma hızıdır. Kritik soğuma hızı, %100 martenzitik bir içyapı elde etmek için gerekli olan minimum soğuma hızı olarak tanımlanmaktadır.
Sertleşebilirliğe Etki Eden Faktörler
1.Karbon Oranı
Karbon, martenzitin sertliğini kontrol eder. Çelikte % 0,6’ya kadar C içerigi arttığında çeliğin sertliği artar. Daha yüksek seviyelerdeki karbon içeriği olduğu durumda, östenitten martenzite dönüşüm tamamlanamaz. Bu da yapıda kalıntı östenit bulunmasına sebep olur. Bu durumda yapıda martenzitin yanında östenit bulunacağından sertlik daha düşük seviyelerde kalır. Karbon miktarının yüksek olması malzemenin daha gevrek bir davranış göstermesine neden olur ve daha sonra yapılacak olan işlemlerde sorunlar yaratabilir. Bu yüzden % 0,4 C’a kadar olan çeliklerde sertleşebilirlik kontrolü daha kolaydır.
2.Kimyasal Bileşim
Kobalt dışındaki tüm alasım elementleri sertleşebilirliğe olumlu yönde etki eder. Çünkü bu elementler, difüzyon mekanizmasını yavaslattıgı için TTT diyagram eğrilerinin burnunun sağa dogru kaymasına sebep olur ve buna bağlı olarak da kritik soğuma hızı düşer.
Özellikle Cr, Mo, Mn, Si, Ni ilaveleri çelikte östenitten ferrit ve perlite dönüşümü geciktirir. Bu elementler ara yüzeyde tane büyümesini engelleyerek sertleşebilirliği arttırırlar.
Bor, % 0,002 – 0,003 oranında çeliğe ilave edildiğinde % 0,5 Mo ilavesindeki etkiyi gösterir.
Bor düşük karbonlu çeliklere ilave edildiğinde seçilebilirlikte en büyük etkiyi gösterir.
3.Östenit Tane Büyüklüğü
Östenit tane boyutunun artması ile sertleşebilirlik artar. Ferrit ve perlitin çekirdekleşmesi östenit tane sınırında heterojen çekirdeklenme ile gerçekleşir. Östenit tane boyutunun artması çekirdekleşme için gereken bölgenin daha az olmasını sağlar ve faz dönüşümü gecikir. Bu yüzden östenitleme sıcaklığı yüksek seçilerek tane boyutunun büyük olması saglanabilir. Bu durumda mikro yapı bir miktar kabalaşır, tokluk düser.
American Society for Testing and Materials (ASTM) standartlarına göre ostenit tane büyüklüğü 6-8 arasında olması tercih edilmesi istenir.
Tolga KARANFİL