Sementasyon - Karbürizasyon

[sefaçabuk]

SEMENTASYON- YÜZEYE KARBON EMDİRME- KARBÜRİZASYON
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, 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 kullanabilirsiniz.
Semente edilecek parça merkezde kalacak şekilde bu malzemelerle sandığa yerleştirilir ama dikkat edilmesi gereken nokta bu malzemelerin parça çevresinden 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

[emrekipmen]

SEMENTASYON- YÜZEYE KARBON EMDİRME- KARBÜRİZASYON
 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.

Ustam sağolasın bu referans bilgileri için. Ancak garip bir sorunum var. Sementasyonda karbürleme kalınlığı zaman ve sıcaklık oranlarıyla verilmiş güzel, ama 4 saat beklediğimde tahminim dış çeper farklı biraz içerisi farklı yüzdelerde karbon oranına sahip olacak. Peki teorik olarak ne kadar karbon ile doyacaktır, ne kadar bekletirsem dış çeper ne kadar karbon kazanacaktır, bunun merkeze doğru karbon yayılımını nasıl etkilemesi beklenir. Örneğin 1030 bir düşük karbonlu çelikten bıçak yaptım 4 mm kalınlıkta, bu durumda mesela sementasyon kalınlığı 2mm olduğunda tüm bıçak merkeze kadar karbonlanmış olacak. Peki ne kadar? Yani mesela %1 oranında karbon oranına ulaşmak için ne kadar beklemeliyim?

[sefaçabuk]

Burada yapman gereken öncelikle demir karbon denge diyagramından yararlanmak, çok detaya girmek istemem ama diyelim ki yüzeye %1 oranında karbon emdirmek niyetindeysen sıcaklığı 800 derece seçtiğinde, ostenit bölgede alt taraftaki karbon miktarı olan bölümle bunu çakıştırdığında göreceksinki beklemen gerekn süre sonunda elde edeceğin yüzeyde karbon oranı ağırlıkça % 1 dir. elbette bu merkeze doğru gittikçe aynı oranda olmayacaktır bir miktar daha düşecektir. Çizelgeden de baktığında karbon derinliği ve buna bağlı süreden, parçanın merkezine kadar ne kadar sürede karbonlanacağını rahatlıkla bulabilirsin. Umarım sorduğuna yanıt olmuştur.

[emrekipmen]

Burada yapman gereken öncelikle demir karbon denge diyagramından yararlanmak, çok detaya girmek istemem ama diyelim ki yüzeye %1 oranında karbon emdirmek niyetindeysen sıcaklığı 800 derece seçtiğinde, ostenit bölgede alt taraftaki karbon miktarı olan bölümle bunu çakıştırdığında göreceksinki beklemen gerekn süre sonunda elde edeceğin yüzeyde karbon oranı ağırlıkça % 1 dir. elbette bu merkeze doğru gittikçe aynı oranda olmayacaktır bir miktar daha düşecektir. Çizelgeden de baktığında karbon derinliği ve buna bağlı süreden, parçanın merkezine kadar ne kadar sürede karbonlanacağını rahatlıkla bulabilirsin. Umarım sorduğuna yanıt olmuştur.

Pek bişey anlayamadım be ustam, demir karbon diyagramında zaman değişkeni yok..

[sefaçabuk]

Zaman değişkeni olmadığını biliyorum, emdirmek istediğin karbon miktarı için seçmen gerekn ısıyı oradan( demir-karbon denge diyagramından) bulduktan sonra, "sementasyon derinliği-zaman" çizelgesinden de emdirmek istediğin sementasyon kalınlığını seçeceksin
( zaman değişkeni zaten sadece bu çizelgede var)

[emrekipmen]

Öncelikle bu konuda bir bilgim olmadığını itiraf etmeliyim, bu yüzden söyleyeceklerim tamamen kişisel-tipik süpheci yaklaşımım...
Öncelikle iki konu kafama yatmıyor: Mesela 800 derecede demir-karbon denge diyagramına baktığımda bu derece için iki değer okuyorum karbon ağırlığı yüzdesi için: %0.35 ve  %1.05... İkinci konu da temel kimya bilgisi ile ilgili: Bir değişkenin sadece ısıya bağlı olması pek mümkün değil gibi, yani ilk saniyede hemen dış çeper %0.35 veya %1.05 olacak dediğine göre. Sonra bu zaman içinde hiç yüzde değişmeden çelik yapının merkezine doğru yayılacak... Mantıklısı benim görüşüme göre diğer faz dönüşümleri için de geçerli olan zamanın doğrusal ısının logaritmik etkiye sahip olduğu bir durum. Zaten "sementasyon derinliğ-karbürleme süresi" grafiği de logaritmik bir ilişki intibası veriyor. Yani düşük ısıda (800 derecede mesela) 1 saat tuttuğumda dış çepherin karbon yüzdesi zamanla çok az değişmeli ancak 1000 derecede doğrusal olmayan bir şekilde 800 dereceden daha hızlı karbon yüzdesi artmalı. Bunlar tabii benim hipotez bazında düşündüğüm şeyler. Açıkçası biraz araştırdım bu konu üzerine, sorumun karrşılığı aklıma yatmadığında, daha okuma yapmam lazım ancak fikirlere açığım, sadece fikir yürütüyorum.

[deserteagle]

Geçenlerde nette Yıldız Teknik Üniversitesi'nden (YTÜ) Yrd.Doç.Dr. Ergün KELEŞOĞLU'nun ders notlarına denk geldim. Ergün Hoca'nın notlarını özellikle arayıp bulmuş değilim ama faydalı olabileceklerini düşündüm:
http://www.yildiz.edu.tr/~ergunk/dersler.htm

Az önce de bunları buldum:

İstanbul Teknik Üniversitesi Makina Fakültesi'nden Prof.Dr.Ahmet ARAN'ın ders notları ve kitapları:
http://www.mkn.itu.edu.tr/~arana/dersnotlari.htm

Sarıtaş Paslanmaz Çelik Teknik Kataloğu
http://www.saritas.com.tr/ktlg.htm

[sefaçabuk]

Emre sementasyon aslında sadece bu kadar değil, işin içine yayınımın derinliğini hesaplama girince bu seferde daha da karmaşıklaşan başka şeyler giriyor, yayınım katsayıları, Fick kanunları vs vs vs. bu nedenle basit olarak anlattım.
Eylemin eklediği linklere baktım hepsi de çok yararlı, konuyu tamamen anlatmışlar, güzel kaynaklar. Merak ettiğin her şeye yanıt alabilirsin.