Tozaltı kaynağıyla birleştirilen içme suyu isale hatlarındaki ST37 çelik borularda ısıl işlemin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi

Bu çalışmada, içme suyu isale hatlarında kullanılan 4 mm kalınlığındaki St37 çelik malzemelerin 400 ve 450 A akım değerlerinde tozaltı kaynağı ile birleştirilmesi yapılmış ve birleştirilen kaynaklı bağlantılara farklı sertlik değerleri kazandırmak için ısıl işlem uygulanmıştır. Akım değerlerinin ve sertleştirme ısıl işleminin çelik malzemelerin çekme dayanımı, sertlik ve mikroyapı üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. Çekme test sonuçlarına göre 400 ve 450 A akım değerleriyle birleştirilmiş kaynaklı bağlantıların gerilim değerleri sırasıyla 458 MPa ve 401 MPa olarak elde edilmiştir. Bu değerler, kaynaksız numunenin 390 MPa olan gerilim değerlerinden yüksek çıkmıştır. Sertleştirme ısıl işlemi ile numunelerin gerilim değerleri artmış ve gerinim değerleri düşmüştür. Maksimum sertlik elde edilen numunelerin gerilim değerleri kaynaksız numunelerde 1110 MPa, 400 A akım değeriyle birleştirilen numunelerde 1057 MPa ve 450 A akım değeriyle birleştirilen numunelerde ise 1001 MPa elde edilmiştir. Sertlik test sonuçlarına göre ana malzemeden kaynak metaline gittikçe sertlik değeri artmıştır. Ana malzemenin sertliği 140~147 HV arasında ölçülmüştür. Yüksek sertlik değerlerinin elde edildiği kaynak metalinde, 400 A akım değeri için ölçülen sertlik değerleri 197-205 HV arasında iken, 450 A akım değeri için ölçülen sertlik değerleri 191-195 HV arasındadır. Sertleştirme ısıl işlemi ile malzemelerin doğrudan karbona maruz kalan dış yüzeylerinde daha yüksek sertlik değerleri ölçülürken, malzemenin merkezine doğru sertlik değerleri kısmen düşmüştür. Yüksek sertlik kazandırılan çelik numunelerin dış ve iç yüzeylerinde ölçülen sertlik değerleri arasındaki fark, düşük sertlik kazandırılan çelik numunelerin dış ve iç yüzeylerindeki farktan daha fazla olmuştur. Ancak ana malzeme, ısı tesiri altındaki bölge (ITAB) ve kaynak metalindeki sertlik değerleri birbirine yakın değerlerde ölçülmüştür. Mikroyapı sonuçlarına göre St37 çeliği eş eksenli ferrit fazından oluşmuş, kaynak metalinde ise kaynak sonrası katılaşma ile tipik bir kolonsal yapı meydana gelmiştir. Ana malzeme ve kaynak metali arasında kalan ITAB’da ise bir miktar tane irileşmesi gözlemlense de ana malzeme, ITAB ve kaynak metali mikroyapılarında kayda değer bir farklılık oluşmamıştır. Sertleştirme ısıl işlemi ile karbona maruz kalan yüzeylerde ise martenzitik mikroyapı elde edilmiş ve merkeze doğru ilerledikçe yapıda ferrit fazı artmıştır. Bu durum, 400 ve 450 A akım değerlerinin St37 çeliğinin birleştirilmesinde tercih edilebilir değerler olduğu sonucunu ortaya çıkarmıştır.