Sertleştirilmiş bir çeliğin tane boyutunun saptanmasında östenitik tane boyutu ima edilir. Ostenitik tane boyutundan; çeliğin soğumasından ve östenitin diğer bir faza dönüşmesinden önceki tane boyutu anlaşılır.
Orijinal ostenit taneleri genellikle çeliğin oda sıcaklığında soğuması sonucunda ortaya çıkar.
TANE BOYUTU ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ 1. ASTM STANDARTLARI İLE SINIFLANDIRILAN TANE BOYUTU 2. ISO-İNDEX G 3. KESME GRAFİK YÖNTEMİ 4. KIRILMA DENEYİ
A- ASTM SATNDARTLARI İLE SINIFLANDIRILAN TANE BOYUTU
Bu yöntem daha çok döküm malzemelerin kristal tane büyüklüklerini tespit etmek için kullanılır. Tane boyutunun mikroskopta 100 büyütmede tespiti yapılır. ASTM tane boyutu numarası 1 inç2’lik tane sayısına tekabül eder. Aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.
astm
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 inç2 tane sayıs ı
0.5
1
2
4
8
16
32
64
128
256
512
Tane boyutu numarası ‘N’ ile yüz büyütmedeki 1 inç2 deki tane sayısı ‘n’ arasında n = 2N-1 bağıntısı mevcuttur. ASTM tane boyutu numarasının değerlendirilmesi standart tane boyutu çizelgesiyle veya özel merceklerle saptanır. Aşağıdaki şekillerde yapıların özel merceklerle gösterimi verilmiştir.
ASTM tane boyutları 5 ve 7,5 için tane için tane boyutu
B- ISO-INDEX G
Bu yöntemde belli bir büyütmede inceleme sırasında transparant olamayan bir cam ekran veya bir mikrograf (fotoğraf) üzerinde 79.8 mm çapa karşılık gelen 500 mm lik bir alan içindeki taneler sayılır. Büyütme o şekilde seçilir ki alan içine en azından 50 tane sokulur. Bu alandaki tane sayısı ‘n’ n = n1 + n2 den çıkarılabilir.
Burada : n1 = dairenin tamamen içinde yer alan tanelerin sayısı n2 = daire tarafından kesilen tanelerin yarı sayısı n değerinden,m (mm’deki tane sayısı) hesaplanabilir. m = 2n(g/100)2 Burada g - lineer büyütmedir.
ISO-index G aşağıdaki bağıntıdan elde edilir.
G = (log m /log 2) - 3 ASTM E 112- 63’e göre G ile ASTM arasında G = ASTM-0,046 Bağıntısı mevcuttur.
Sonuç olarak: Sadece tam veya yarı birimler kayıt edildiğinden tüm pratik amaçlar için G,ASTM’e eşit olarak alınabilir.Böylece ISO-İNDEX G çizelgelerden veya büyüteçten hesaplanır ki bu da ASTM tane boyutu numarasına uygun düşer.
C-KESME GRAFİK YÖNTEMİ Başlıca yüksek hız çeliklerine uygulanan bu yöntemde,1000 büyütmede 0,005 inç uzunluğunda bir çizgi ile kesilen taneler sayılır.Bu sayı kesme değeri I’yı direkt olarak gösterir.Tahmin ya bir transparant olmayan bir cam ekran veya ölçekli büyüteç yardımıyla yapılabilir. Normal olarak 10 sayım yapılır. Kesme değeri (I) olarak bunların ortalamaları alınır. Eğer ASTM tane boyutu numarasında (örneğin 100 büyütmede mikrograf üzerinde 1 inç2 deki tane sayısı olduğu gibi) ortalama tane boyutu kesme ölçeği (skalası)(I) üzerinde ifade edilirse n =(2.I)2 elde edilir. n =2n-1 eşitliğinde N için çözüm yapılırsa
N = 2(log I /log 2) +3 Elde edilir.Bu ilişki aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Tane boyutu,kesme ölçeği
20
15
10
5
0
5 10 Tane boyutu -ASTM ölçeği
D-KIRILMA DENEYİ Bu deney için bir seri sertleştirilmiş ve kırılmış deney parçaları bir mukayese ölçeği olarak kullanılır. Bu numuneler en büyük tane boyutu 1 ve en küçüğü 10 olmak üzere numaralandırılmıştır. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi Shepherds ve Jernkontorent’in olmak üzere 2 seri vardır.Çoğu pratik amaçlar için bu iki ölçek eşit olarak ifade edilir. Bir sertleştirilmiş çelik kırıldığı zaman kırılma yüzeyi genellikle sertleştirilme öncesi mevcut olan östenitik tane sınırını takip eder.Dolayısıyla bu yüzeyin incelenmesi östenitik tane boyutu hakkında bilgi verir.
TANE BOYUTUNUN SAPTANMASINA AİT ÖRNEKLER YÜZEY SERTLEŞTİRME İŞLEMİ UYGULANAN ÇELİKLER
Bu tür çeliklerde tane boyutu genellikle McQuaid-Ehn yöntemiyle saptanır. Bu yöntemde çeliğe 925 o C de 8 saat karbürüzasyon uygulanır ve çelik karbürüzasyon Ortamında paketlenmiş haldeyken soğutulur. Bu deney çeliğin karbürüzasyon sırasında tane büyümesine karşı hassasiyetini gösterir.
Çelik uzun süren karbürüzasyon işleminden sonra yavaşça soğutulursa,tane sınırlarında karbürler çökelir.Böyle bir hal çeliğin tane boyutunun tahminini kolaylaştırır.
Yüzey sertleştirme işlemi uygulanmış bir çelikte a-kaba taneli b-ince taneli yapılar
YÜKSEK HIZ ÇELİKLERİ
Temperleme işlemi tane sınırlarını gizleyici bir eğilim gösterdiği için sertleştirilmiş yüksek hız çeliklerinde tane boyutunun mikroskop yardımıyla en iyi bir şekilde tespiti su verilmiş ve temperlenmiş haldeki numunelerde yapılır.bununla beraber,600oC üzerindeki sıcaklıklarda tane sınırları daha keskin olur(aşağıdaki şekildeki gibi).bu örnekteki numune %5 nitrikasitle dağlanmıştır.Daha keskin hatlar pikrik asit içeren tane sınırı dağlayıcısı kullanıldığında ortaya çıkar.
YAPI ÇELİĞİ VE TAKIM ÇELİĞİ
Su verilmiş ve temperlenmiş Cr-Ni ve Cr-Ni-Mo çeliklerinin tane sınırlarını ayırt etmek zor olabilir.525oC de 3 saat temperleme sonrası yavaş soğutma uygulamak suretiyle tane sınırları daha belirgin olarak ortaya çıkabilir. Bu işlem için tane sınırı dağlayıcısını kullanmak gerekir. Yandaki şekilde gösterilmiştir.
