Çeliğin Yapısı ve Demir-Karbon Denge Diyagramı

[Sefa Çabuk]

DEMİR-KARBON ALAŞIMLARI   
Genel olarak ele alındığında, içinde karbon olduğu halde sertleşemeyen çelik türlerinin hepsini piyasa “demir” diye nitelendirir, oysa işin aslı böyle değildir ve “arı demir” isteseniz dahi bulamazsınız yani her demirin içerisinde az ya da çok miktarda karbon bulunur ve tanımlamada eğer demirin içinde karbon bulunuyorsa buna çelik denir.
Arı demir yumuşak ve düşük mukavemetlidir, içine karbon katılarak sertlik ve mukavemeti büyük ölçüde arttırılabilir örneğin arı demirin çekme mukavemeti 30kgf/mm2 civarında iken her hangi bir ısıl işlem uygulanmaksızın içerisine sadece %0.8 kadar karbon katıldığında mukavemeti 100kgf/mm2 olur, buna ek olarak soğuk işleme veya su verme işlemiyle mukavemet 180kgf/mm2 ye kadar çıkartılabilir.
Aslında konuyu çok dallandırıp budaklandırmadan anlatmaya çalışıyorum ama işin içinden de bu şekilde çıkmak çok zor, elimden geldiğince kısa tutmaya ve genel bir toparlama yapmaya çalışacağım, sıkılırsanız şimdiden affola.
Bence ısıl işlemle uğraşan herkesin neyi nasıl yaptığını bilmesi açısından neredeyse bu işin haritası sayılan “ Demir-Karbon Denge Diyagramı”nı öğrenmesi ve yorumlayabilmesi gerekir. Demir-karbon denge diyagramını yorumlayabilmek zaten bir çok kapıyı açacaktır. Ama bu diyagramdan önce öğrenilmesi gereken diyagram “Demir Soğuma Diyagramı” dır, bu nedenle öncelikle bu konuyu ele alalım ardından da sırayla diğerine geçelim.


 
Öncelikle arı demirin soğuma diyagramını ( şekil- 3 )incelemekle başlayalım şekle bakınca da anlaşılabileceği gibi demirin üç ayrı polimorfu vardır ( demir allotropik bir metaldir yani diğer bir deyişle polimorfdur, farklı sıcaklıklarda farklı kristal kafes yapısına sahiptir) sıvı halden katılaşırken Hacim Merkezli Kübik ( HMK)            (Şekil-1)Sigma demiri oluşur (ki demirin sıvılaştığı sıcaklık 1510-1530C dir) , 1400 C de bu yapı Yüzey Merkezli Kübik (YMK) ( Şekil-2)gama demirine, 910 C de Yine HMK yapılı Alfa demirine dönüşür. HMK yapıya sahip demir FERRİT, YMK yapıya sahip demire ise ÖSTENİT denir. ( Biraz karışmaya başladı farkındayım ama başka yolu da yok)



 

Demir-Karbon sisteminde bu fazların yani alfa, sigma ve gama fazlarının yanında ayrıca bir de demir-karbür (Fe3C) fazı bulunur ve buna da SEMENTİT denir. Aslında demir karbür bir bileşik olup ağırlık yönünden %6.7 C içerir, demir içine %6.7 oranında C katılırsa bütün kütle sementitten oluşur. Bir tarafta arı demir olan ferrit fazı çok yumuşak ve düşük mukavemetliyken ,diğer tarafta demir karbür fazı çok sert ve gevrektir, ancak ikisininde ince ve hassas karışımından oluşan çelikler hem yüksek mukavemete hemde yüksek tokluğa sahiptir işte bu iki yapı ardışık olarak ve sık tabakalar halinde dizilmişse bu yapıya da PERLİT diyoruz
Çelikler içerisindeki karbon oranlarına göre sınıflandırılır buna göre,
Az karbonlu çelikler          % 0.1 - %0.2
Orta karbonlu Çelikler       % 0.2 - %0.5
Yüksek karbonlu çelikler   % 0.5 - %2
Dökme demirler                 %2 - %6.7

Buraya kadar çeliğin fazlarının ne anlama geldiğine kısaca değindik ve kabaca kafes yapıdan bahsettik, konu çok kapsamlı ve uzun işin açığı nereden tutacağımı da karıştırıyorum zaman zaman, bir çok konuya daha girmedim ( austenit, ledeburit vs) belki pratikte yararlı olacak temel teorik bilgi en iyisi olacak bu nedenle özellikle tavlama işleminde kullanılabilecek bir Demir-Karbon denge diyagramıyla ( Şekil-4)devam edelim
 
Diyelim ki elimizde içerisinde % 1 karbon bulunan bir çelik ( çeliğe katılan alaşım elemanlarını bir yana bırakıyoruz bunları daha sonra inceleyeceğiz) var ve biz bununla tavlayarak işlem yapmak şekil vermek istiyoruz yukarıdaki tabloya göre çeliğin önce karbon miktarını bulup (alt çizgiden) buradan yukarıya doğru bir dik çıkıyoruz ve austenit +sementit bölgesinin üzerindeki eğriyle kesiştiği noktayı buluyoruz ( 800 C) bu nokta tav sıcaklığının alt sınırıdır ve uygulamalrda tav sıcaklığının 200-300 C üzerinde tavlama çalışma esnekliği vermesi açısından daha uygundur. Ancak burada dikkat edilmesi gereken nokta şu olmalıdır yüksek sıcaklıklarda kristaller kaba taneli olurlar bu nedenle bunların sıcak yada soğuk şekillendirilmesi parçalarda çatlamalara yol açar bu nedenle ocaktaki parçaları aşırı yüksek sıcaklıklarda tavlamak veya yüksek sıcaklıktaki bir ocakta ( ya da fırında ) bekletmek doğru değildir. Sırası gelmişken söylemekte yarar var ocakta özellikle kükürt içeren bir kömür kullanıyorsanız parça tav sıcaklığına gelmişken sakın ola sıcak kısımları yanmamış kömürlerle uzun süreli temas ettirmeyin, çünkü yanmamış kömürün içerisinde bulunan kükürt çok kısa bir sürede çalıştığınız parçanın içerisine nüfuz edecek ve parçanın öz niteliklerine olumsuzluk katacaktır ( çatlama, gevreklik vs.)
Demir karbon denge diyagramı aslında çok geniş bir konu burada bu diyagramın sadece tavlamada yararlanılacak kısmını kullandık. Ben bu diyagramı hızlıca çizmek zorunda kaldım daha sonra standart bir diyagram foruma koyarım.buraya kadar foruma gönderiyorum ama devam edeceğiz. Bundan sonraki bölümlerde çeliklerde kullanılan alaşım elemanları,
Nitrürasyon
Normalizasyon
Temperleme
Sementasyon
Su verme
Su verme banyoları
Şimdilik sağlıcakla kalın. Sevgiler selamlar

Sefa Çabuk

[Durukan Türe]

.....Ancak burada dikkat edilmesi gereken nokta şu olmalıdır yüksek sıcaklıklarda kristaller kaba taneli olurlar bu nedenle bunların sıcak yada soğuk şekillendirilmesi parçalarda çatlamalara yol açar bu nedenle ocaktaki parçaları aşırı yüksek sıcaklıklarda tavlamak veya yüksek sıcaklıktaki bir ocakta ( ya da fırında ) bekletmek doğru değildir....

      sanırım burada çekiçle dovmenin tanelerin capını küçülttügünü ekleyebiliriz. bu pratikte şu anlama gelir. iki demirci var diyelim ve aynı malzemeyi yapacaklar (bıçak, keski vs). birincisi 30 kere ocakta ısıtıp yapar iken ikincisi 15 kerede isini bitiriyorsa muhtemelen ikinci demircinin urunu daha ustun nitelikli olacaktır.  bunu iki sebebe dayandırabiliriz.
      1- daha az sure yüksek sıcaklıkta kaldıgı için tane kabalaşması daha az olacaktır.
      2- daha seri ve etkili dövüldügü için çekic darbelerinin etkisi ile tane çapları daha iyi küçülecektir.


     sefa beyin foruma katılması ile ciddi bir bosluk da doldurulsıımuş oluyor. aramızda ısıl ıslemi amatorce yapanlarımız olmasına ragmen meslegi bu olan bir forum arkadasımızın gelmesini en azından kendim acısından mutlulukla karşılıyorum.

      farkına vardıgım diger bir olay ise karbon oranının artması demir işlenebilirligini belirgin oranda azaltmakta. ornegin 1020 karbon celigine nazaran 1040 celik daha zor dövülmekte ve sogumanın daha erken asamalarında sertleşerek "çekic almamakta". konuya ilişkin daha detaylandırmak istedigim noktalar olmasına ragmen sefa beyin asıl iletisinin çizgisinden çıkmamak adına şimdilik burada sonlandırıyorum.     saygılarımla

[Sefa Çabuk]

.....
      sanırım burada çekiçle dovmenin tanelerin capını küçülttügünü ekleyebiliriz. bu pratikte şu anlama gelir. iki demirci var diyelim ve aynı malzemeyi yapacaklar (bıçak, keski vs). birincisi 30 kere ocakta ısıtıp yapar iken ikincisi 15 kerede isini bitiriyorsa muhtemelen ikinci demircinin urunu daha ustun nitelikli olacaktır.  bunu iki sebebe dayandırabiliriz.
      1- daha az sure yüksek sıcaklıkta kaldıgı için tane kabalaşması daha az olacaktır.
      2- daha seri ve etkili dövüldügü için çekic darbelerinin etkisi ile tane çapları daha iyi küçülecektir.


   
      farkına vardıgım diger bir olay ise karbon oranının artması demir işlenebilirligini belirgin oranda azaltmakta. ornegin 1020 karbon celigine nazaran 1040 celik daha zor dövülmekte ve sogumanın daha erken asamalarında sertleşerek "çekic almamakta".

Kesinlikle doğru, zaten dövme işleminin malzemenin mekaniksel özellikleri iyileştirmesinin temel mantığını da bu söyledikleriniz doğru açıklıyor ( ne yazıkki talaşlı imalat için aynı şeyi söyleyemiyoruz) bu yüzden kılıç, bıçak, kritik yerlerde çalışan makina parçaları vs hala sıcak dövme yöntemiyle üretilmekte.
Tavlama sıklığının da yapıya etkisini çok güzel özetlemişsiniz. özellikle yüksek karbonlu çeliklerde 700 C sıcaklıklarda küresel karbür oluşur ve bu da dövülmeyi güçleştirir. Durukan bey aslında bilgiyi ne şekilde aldığımızın önemi yok ben konuya başladım diye lütfen kendinizi engellemeyin bu şekilde inanın daha yararlı olacaktır, yani siz bir şey söyleyin , ben bir şey söyleyeyim, bir başka arkadaş başka bir şey söylesin ve konuyu böyle inceleyelim böyle hem daha az sıkıcı olur hem de daha heyecanlı. Sevgiler selamlar
( bu arada dağcılıkla ilgiliyseniz sanırım yıllar önce Cimbar da tanışmıştık)

[Sefa Çabuk]

ÇELİK ALAŞIMLARINDA KULLANILAN KATIK ELEMANLARI VE YAPIYA ETKİLERİ

(Aşağıdaki yazılanlara benim kişisel katkım yoktur, kişisel deneyim değildir en altta kaynaklar yazılmıştır)

• KARBON
Çelik için temel alaşım elementidir. Karbon miktarının artmasıyla sertlik ve
dayanım önemli ölçüde artar. % 0.8 karbona kadar çekme gerilmesi ve
akma sınırı değeri artar. Bu değerden sonra kırılganlık artar, ısıl işlem sonu
sertlik kalıntı östenit sebebiyle daha fazla artmaz. Çeliğin alabileceği max
sertlik 67 HRC olup bu değer 0.6 karbon miktarı ile elde edilir. Karbon
miktarının artması aynı zamanda sünekliği, dövülebilirliği, derin çekilebilirliği
ve kaynak kabiliyetini düşürür. Yüksek karbonlu çeliklerin ısıl işleminde
çatlama riski de fazladır.


• MANGAN
Yapıya genellikle cevher halinde iken girer. Mekanik özellikleri iyileştirmesi
dolayısıyla ayrıca da ilave edilir, temel alaşım elementi olarak da kendisini
gösterebilir. Genel olarak sünekliği azaltmakla birlikte çeliğin dayanımını
artırır özelliğe sahiptir. % 3 Mn miktarına kadar, her % 1 Mn için çekme
dayanımı yaklaşık 100 MPa kadar artar. % 3 - 8 arası artış azalır. % 8 den
itibaren düşüş görülür. Çeliğin dövülebilirliği ve sertleşebilirliğini iyileştirici
özelliktedir. Kaynak kabiliyetini etkilemez ve kaynaklanabilir malzemeler
içinde % 1.6 oranına kadar yükseltilebilir. Manganın iyi yöndeki etkisi karbon
oranının artmasıyla birlikte artar.

• SİLİSYUM
Çelik üretimi esnasında deoksidan olarak kullanılır. Döküm çeliklerde, döküme
akıcılık sağlamak için ilave edilebilir. Ferrit içerisinde çözünebilme özelliğine sahip
olduğu için malzemenin süneklik ve tokluğunu düşürmeden, dayanımı ve sertliği
artırır. Yüksek silisyum içeren çeliklerin ısı dayanımı da yüksektir. Genel olarak
sertleşebilirliği, aşınma dayanımını, ve elastikiyeti yükseltmesine karşın yüzey
kalitesini olumsuz yönde etkiler.

• KÜKÜRT
Demir ile birlikte Fe-S bileşiği oluşturarak, tane sınırlarında birikir ve malzemenin
gevrekleşmesine yol açar.
800° C - 1000° C arasında şekil değiştirme esnasında "kızıl sıcaklık kırılganlığı"
1200° C üzerindeki sıcaklıklarda "akkor sıcaklık kırılganlığı" meydana getirir.
Bu sebeplerle çelik için zararlı bir element olarak kabul edilerek, giderilmesi yönünde
çalışılır. Ancak otomat çeliklerinde iki katı kadar Mn ilave edilerek kullanılmak
suretiyle, talaşlı işlenebilirlik kabiliyetini artırmak amacıyla kullanılır. Genel olarak
kaynak kabiliyeti ve sertleşebilirliği olumsuz etkiler.

• FOSFOR
Çelik içinde fosfor bulunması ile malzeme tokluğunu düşüren, zararlı etkiye sahip bir
elementtir. Çeliğin dayanımını ve sertliği artırıcı özelliği olmasına karşın süneklik ve
darbe dayanımını düşürür. Bu etki yüksek karbonlu çeliklerde daha net görülür. Çelik
içerisinde mümkün olduğunca düşük olmasına çalışılır ve kükürtle birlikte fosfor azlığı
malzeme kalitesinde birinci kriterdir.

• KROM
Çeliklere en fazla ilave edilen alaşım elementidir. Çeliğe ilave edilen krom
Cr7C3 ve Cr23C6 gibi sert karbürler oluşturarak sertliği direkt olarak artırır.
Dönüşüm hızlarını da yavaşlatarak sertlik derinliğini de aynı oranda artırır.
Krom %25 varan değerlerde ilave edilmesi halinde malzeme yüzeyinde bir
oksit tabakası oluşturarak paslanmaya karşı direnç sağlar ve malzemeye
parlak bir görüntü kazandırır. Çekme dayanımını ve sıcağa dayanımı da
artırır özelliğe sahiptir. Bazı alaşımlarda meneviş kırılganlığına sebep
olabilir veya sünekliği düşürebilir. Bu etkileri azaltmak amacıyla daha çok Ni
ve Mo ile birlikte kullanılır.

• NİKEL
Nikel %5 e varan oranlarda, alaşımlı çeliklerde geniş bir biçimde kullanılır.
Nikel malzemenin mukavemetini ve tokluğunu artırır. Özellikle paslanmaz
çeliklerde daha geniş yer alır. Nikel aynı zamanda tane küçültme etkisine de
sahiptir. Alaşım elemanı olarak nikelin tek başına kullanımı son yıllarda
azalmış Ni-Cr alaşımı başta olmak üzere Ni - Mo yahut Ni - Cr - Mo
alaşımları yaygınlaşmıştır. Sıcağa ve tufalleşmeye karşı iyileştirici özelliğe
sahip olmasının yanı sıra, krom ile birlikte kullanılarak sertleşmeyi, sünekliği
ve yüksek yorulma direncini artırır.

• MOLİBDEN
Molibden düşük nikel ve düşük krom içeren çeliklerde temper gevrekliği eğilimini
gidermek için kullanılır. % 0.3 civarında molibden ilavesi bunu sağlar. Molibden ilavesi
yapılan nikel ve krom çeliklerinin temper sonrası darbe dayanımları da önemli ölçüde
yükselir. Aynı zamanda akma ve çekme dayanımını artırır.

• VANADYUM
Nikel gibi vanadyum da çelikler için önemli bir tane küçültücüdür. % 0.1 gibi bir
oranda kullanılması bile, sertleştirme prosesi esnasında tane irileşmesini önemli
ölçüde engeller. Vanadyum sertlik derinliğini artırmakla beraber sıcaklık dayanımını
da artırır. Özellikle kesmeye çalışan parçalarda, darbe dayanımının artmasını
sağlayarak kesici kenarların formunun uzun süre muhafaza edilmesinde etkilidir.

• WOLFRAM
Çeliğin dayanımını artıran bir alaşım elementidir. Takım çeliklerinde, kesici kenarın
sertliğinin muhafazasını, takım ömrünün uzamasını ve yüksek ısıya dayanımını
sağlar. Bu sebeple özellikle yüksek hız çeliklerinde, takım çeliklerinde ve ıslah
çeliklerinde, alaşım elementi olarak kullanılır. Yüksek çalışma sıcaklıklarında, çeliğin
menevişlenip sertliğini kaybetmemesini sağladığından, sıcağa dayanımlı çeliklerin
yapımında kullanılır.

• NİOBYUM
Tane inceltici ve karbür yapıcı etkiye sahip olduğundan
akma sınırının yükselmesine ve sertliğin artmasına
sebep olur.

• TİTANYUM
Kuvvetli karbür yapıcı özelliği vardır ve sertliği artırır.
Çelik üretimi esnasında deoksidan olarak da kullanılır.
Tane inceltici yapıya sahiptir.

• KOBALT
Yüksek sıcaklıklarda tane büyümesini yavaşlatır bu
nedenle daha çok hız çeliklerine ve sıcağa dayanıklı
çeliklere ilave edilir.

• ALÜMİNYUM
En güçlü deoksidandır. Çeliğin ısıtılması durumunda tane
kabalaşması ve yaşlanmayı azaltır. Tane inceltici özelliğe sahiptir.

• BOR
Düşük ve orta karbonlu çeliklerde sertleşebilme özelliğini arttırır.
Sakinleştirilen diğer bir deyişle durgunlaştırılan çeliklere 0.0005 -
0.003 kadar düşük oranda katılırlar.

• BAKIR
Sıcak şekillendirmede kırılganlık yaratan bakır için % 0.5 oranı pek
aşılmaz. Sünekliği ciddi oranda düşürür. Buna rağmen korozyon
dayanımını ve sertliği arttırır.

• AZOT
Yapı içinde nitrürlü bileşikler oluşturularak çeliğin sertliğini artırır.
Mekanik dayanım ve korozyona karşı direnci artırır.



• Kaynaklar:


• Prof.Dr.Mehmet Yüksel’’Malzeme Bilimleri Serisi’’, Cilt 1
• Prof.Dr.Şefik Güleç-Doç.Dr.Ahmet Aran, ‘’ Malzeme Bilgisi’’, Cilt 1

[Durukan Türe]

 elinize saglik. alaşım çeliklerini ve elementlerin etkisini bilmek yolumuza ışık tutacaktır. ozellikle wootz celigi, pulat çeligi gibi damascus çeliginin yapısına katılanların etkileri acısından bu teknik bilgiler faydalı. benim gibi sıcak demircilige gönül vermiş arkadaşlar var forumda e ne yazık ki istedigimiz kaliteli çelikler ile çalışma şansımız olmuyor. bu acıdan elimizdeki malzeme genellikle niteligini tam bilmedigimiz çelik olabiliyor. ornegin bir kamyon makası, kamyonet aksı, veya spriral yay gibi daha çok otomotiv endustrisinden çıkma parçalar ile çalışıyorum mecburen. ve ugraşsam da tam kodu ile çeligin ne oldugunu, teknik ozeeliklerini bulamayabiliyorum.

   ornegin bıcak yapma girişimleri sırasında talaşlı imalatta kullanılan torna kalemlerinden tutunda bi-metal çelik testerelere kadar pek çok urunu de denedim ama yüksek hız çeliklerinin en iyi olarak soguk işlenebildigini buldum. ısıtılınca çekiç altında resmen dagılıyorlar. ayrıca bildigimiz krom-nikel malzemelerde zor. çogu ege almıyor. eğe demişken onlarında tam içerigini bulmak zor. genel olarak malzeme listelerinde W-2 çelik olarak geçiyorlar ama avrupa-çin arasında farklar oldugunu hissediyorum.

   lafı uzatmadan şunu da söylemek isterim;  iki yıldır demircilik ile ugraşıyorum. sonunda kendi atolyemi olusturdum diyebilirim. ama bilginin sonu gelmiyor. çelik bilgisi de başlı başına bir derya. amacım olan evladiyelik bıçak-kılıç yapmak, şam çeligini yeniden hayata getirmek (ki forumdan bir arkadaşımız çoktan bunu başarmış ) , ve kendi çeligimi yapmak gibi hedeflerime yaklaşsamda henüz başarmaya çok yol var. bunu bir ekip ile birlikte yapmak beni mutlu edecektir. Sefa beyin çalışmalrının devamını bekliyorum. Saygılarımla

[Kayahan Horoz]

.....
      sanırım burada çekiçle dovmenin tanelerin capını küçülttügünü ekleyebiliriz. bu pratikte şu anlama gelir. iki demirci var diyelim ve aynı malzemeyi yapacaklar (bıçak, keski vs). birincisi 30 kere ocakta ısıtıp yapar iken ikincisi 15 kerede isini bitiriyorsa muhtemelen ikinci demircinin urunu daha ustun nitelikli olacaktır.  bunu iki sebebe dayandırabiliriz.
      1- daha az sure yüksek sıcaklıkta kaldıgı için tane kabalaşması daha az olacaktır.
      2- daha seri ve etkili dövüldügü için çekic darbelerinin etkisi ile tane çapları daha iyi küçülecektir.


   

Kesinlikle doğru, zaten dövme işleminin malzemenin mekaniksel özellikleri iyileştirmesinin temel mantığını da bu söyledikleriniz doğru açıklıyor ( ne yazıkki talaşlı imalat için aynı şeyi söyleyemiyoruz) bu yüzden kılıç, bıçak, kritik yerlerde çalışan makina parçaları vs hala sıcak dövme yöntemiyle üretilmekte.

- Günümüzde talaş kaldırma yöntemiyle bıçak/kılıç yapanların malzeme olarak endüstriyel çelik alaşımları kullandığını, bu malzemelerin üretim süreçlerinde mutlaka (ve çekiçle yapılabilecek olandan çok daha etkili) bir dövme ve/veya haddeleme işleminden geçtiğini,

- Sıcak dövme işleminin çeliğin kristal yapısı üzerinde oluşturduğu mekanik deformasyonun daha sonraki ısıl işlemler esnasında nötralize olduğunu ve son ürünün kristal yapısının doğrudan doğruya uygulanan ısıl işleme bağlı olduğunu

göz önünde bulundurursak,

- Doğrudan döküm bir külçe ile çalışmıyorsak,

- Son ürünü tamamen "soğuk dövme" yöntemiyle meydana getiremiyorsak

dövme işleminin malzemenin mekanik özelliklerini iyileştirdiğini, bu yüzden de bıçak/kılıç yapımında talaş kaldırmadan daha iyi bir yöntem olduğunu söylememiz yanıltıcı olur.  Aslında Durukan Bey'in vurguladığı noktanın bunun tam tersi bir sonuca yol açma ihtimali daha yüksek görünüyor; yani, usta olmayan ellerde dövme işlemi, son ürün açısından daha başarısız sonuçlar verebilir.  Bu konuda Kevin Cashen'in "The Lowdown on Forging" başlıklı çok güzel bir makalesi var, ilgilenen arkadaşlara mutlaka okumalarını tavsiye ederim: http://www.cashenblades.com/articles/lowdown/lowdown.html

[Sefa Çabuk]

Kesinlikle doğru, zaten dövme işleminin malzemenin mekaniksel özellikleri iyileştirmesinin temel mantığını da bu söyledikleriniz doğru açıklıyor ( ne yazıkki talaşlı imalat için aynı şeyi söyleyemiyoruz) bu yüzden kılıç, bıçak, kritik yerlerde çalışan makina parçaları vs hala sıcak dövme yöntemiyle üretilmekte.

Kayahan bey yukarıdaki yazılanlardan neyi kastettiğimi Kevin Cashen aslında anlatmış, talaşlı imalatla üretimden kaçınmanın temel nedeni malzemede bir hat boyunca devam eden kristal dizilimi talaşlı imalatın bozarak yer yer kesintiye uğratması. Kılıç gibi anlık şoklara dayanabilecek bir yapıda yada araçların ( hatta gemilerin) krank milleri gibi ani vuruntu şoklarına dayanması gereken parçalarda bu durumdan özellikle kaçınılır, bunun nedeni kristal dizilimi kestiğiniz noktalarda birikmesi muhtemel gerginlikler ve giderek malzemenin buralardan kırılması yada çatlaması olasılığıdır. Kevin Cashen den almış olduğum aşağıdaki resim tam da bu konuya iyi bir örnek. Yoksa elbette talaşlı imalatla da kılıç, bıçak vb yapabilirsiniz ama bu aynı kılıcı döverek yaptığınızdan daha az dirençli yapacaktır.
Durukan Bey,
Doğrudur yüksek hız çelikleri, hava çelikleri çok çok gerekmedikçe sıcak işleme tabi tutulmazlar, nedeni bir yığın karmaşık olaydır ( istenirse konuyu daha sonra genişletebiliriz) zaten sözünü ettiğiniz çeliklerden bıçak ya da kılıç yapmış olsanız bile bunu çok fazla kullanamazdınız nedeni; darbeye karşı dayanıksızlıkları ama aslında inanılmaz sert ve aşınma dirençleri de bir o kadar yüksektir ama yinede inat edip bu tür malzemelerden bıçak ya da kılıç yapmak isteseydik kırılmaya karşı dirençli olması için kesitleri o kadar fazla ( kalın ) olurdu ki bu da zaten kullanımsal zorluk yaratırdı. Türkiyede hem sıcak işlemle, hemde talaşlı imalatla bıçak ya da kılıç yapabileceğiniz
( görece diğer serilerden daha kolay bulunur) paslanmaz çelik malzeme A420 kodlu CrNi içeren paslanmaz çeliktir, bu malzemeden daha çok ameliyathane aletleri yapılıyor. Bu çeliği  bile bulmak oldukça zor sadece imalat yapanlarda parça olarak bulabilirsiniz. Benim bu seriden hem döverek hemde talaşlı imalatla yaptığım bir kaç örnek var, yarın fırsat bulursam resimlerini paylaşırım, belirtmekte yarar var özellikle sıcak dövme imalatta su verme sonrası malzeme inanılmaz bir manyetiklik kazanıyor:) Konu uzun zaman dar, sağlıcakla kalın
Sefa Çabuk

[Durukan Türe]

  kayahan beyin bakış acısı konuya farklılık kazandırdı açıkcası. amacımız dogruları bulmak ise farklı görüşleri tartışmak ve kendimizi geliştirmek açısından onemli buldum.
   
   avrupa ve amerika ile aramızdaki  teknolojik gelişmişlik farkını yaratan sebeplerden bir tanesi sanayileşme devrimi ile talaşlı imalata başlamalarının erken olmasıdır. kesici takımların geliştirilmesi ile 1900 lerde karbon çeliginin 100 dakikada yaptıgı işi 1910 da yüksek hız çeligi 26 dakikaya, 1940 da çelik için sintirlenmiş karbur 6 dakikanın altına ,1990 da coronite ise 1 dakikanın altına indirmiştir.

  toz metalurijisi ve yüksek teknoloji ile parça ureten modern talaşlı imalat elbet insanlıgının geliştigi 10000 lerce yıllık süredeki ilerlemenin katkat fazlasını son 100 yılda başarmıştır.

  ancak burada şunu sormalıyım kendi adıma. forumumuzun adı cebehane ve klasık yontemleri, unutulmuş detayları tartışıyoruz. bugün kim 1200 lerde yapılan bir şam çeligi kılıcın modern uretim hattından çıkan bir kılıçtan daha ustun oldugunu iddaa edebilir ki ?

  kayahan beyin atıfta bulundugu makale bugün bizlerinde konuştugumuz konu olan bıçak imalatcılarının kendi arasında görüş ayrılıgına düştükleri şu soruya alternatif bir cevaptır
 
   "acaba seri üretim çelik ile soguk işleme bıçaklar mı yoksa sıcak dövme biçimlendirilmiş bıçaklar mı daha ustun ve hangisini yapmalıyız. ?"

    ve bay cashenin konuşması bir sonuç bildirgesi degil bir bildiridir. aslında ne oldugunu tam olarak biliyormuyuz.?
    son 10 yıla kadar katlama ile yapılan şam çeliklerinde karbon nano tuperinin oldugunuda bilmiyorduk.
    esasen bazı bıca ve kılıç ustaları günümüzde kendi ürettikleri çelikten yaptıkları bıçakları satıyorlar.
modern üretime yaklaşamıyor olsalar dahi şahsen ben böyle özgün bir parçaya sahip olmak isterim.

    sonuç olarak
    plastık deformasyona ugrayan metalleriin mukavemetinin arttıgı bir gerçek, ancak pk çok durumda sıcak şekil verme-dövme homojen olmayan kaba bir yapıya ulaşıyor ki esasen bu sıcak haddeleme işlemi sırasında uzun süre yüksek ısıda durmanın tanecikleri uzerindeki etkisine dayandırılabilir. dövmenin de çeligin iç yapısında homojen olmayan stres hatları olusturdugunuda buna ekleyebiliriz. bu nedenle bilerek veya bilmeyerek yüzyıllardan beri normalızasyon işlemi uygulanıyor. burada celiğin ostenitik bölge icerisine kadar ısıtılıp tam ostenitik donuşumun saglandıktan sonra oda sıcaklıgına bırakılarak cok daha homojen ve ınce taneli bir yapıya ulaşmasından bahsediyorum. esas amaç ise toklugunun yani darbe dayanımının arttırılması.

   farklı bakış acısı getirdigi için kayahan beye teşekkür ediyorum.

pratik hayata donecek olursak ben yinede çok yuksek ısılarlara ulaşmadan yapılan sıcak dövmenin ve sonrasında yapılan normalızasyonun benim için daha cazip olduguna inanıyorum
   

[Kayahan Horoz]

Çok değerli katkılarıyla asıl teşekkürü hak eden Sefa Bey ile bizzat sizsiniz, Durukan Bey.  Sayenizde foruma bir teknik alt başlık açmanın zamanı geliyor artık... 

Sefa Bey, benim mesajım doğrudan bıçak/kılıç üretimine yönelikti.  Kevin Cashen'in makalesinden alıntı yaptığınız resme bakacak olursak, bıçak/kılıç formunda böyle "kesintili" bir yapının bulunmadığını görürüz.  Zaten kendisi de resmin yanındaki açıklamasında, krank mili gibi karmaşık formlarda daha belirgin olan bu etkinin bıçak/kılıç gibi basit formlarda "farkedilemeyecek kadar küçük" olduğunu yazıyor.

Kendisini tanımayan arkadaşlar için yazmakta yarar var; Kevin Cashen, ABD'de yaşayan ve bu konuya gönül vermiş insanlar tarafından hem teorik, hem de pratik çalışmalarına çok değer verilen bir kılıç ustası ve o da üretimde sıcak dövme yöntemini kullanıyor.  Gerçi, o bunu daha pratik nedenlere dayandırıyor: "Talaş kaldırma, bir bıçak/kılıç ustası için hem malzeme, hem de zaman maliyeti daha yüksek bir yöntemdir; en önemlisi de, ben çelik dövmeyi seviyorum" diyor. 

Bu başlığa ilk mesajımı yazarken bir hayli tereddüt ettim.  Sefa Bey, çeliğin yapısı hakkında temel teknik bilgileri derlediği, çok rafine bir başlık açmıştı ve benim mesajımla konu bir "talaşlı üretim - sıcak dövme" tartışmasına dönüşebilirdi.  Durukan Bey'in de bahsettiği gibi, bu her ortamda çok tartışılan, popüler bir konu.  Bu nedenle mesajımda "yanıltıcı olur" vurgusuyla ve bir yargıdan özellikle kaçınarak, forumumuzu takip eden diğer okuyuculara konunun farklı bir boyutunun daha varlığını göstermek istedim.  Durukan Bey'in mesajına atfen, olası bir yanlış anlaşılmayı ortadan kaldırmak isterim: Talaş kaldırmanın bıçak/kılıç üretiminde sıcak dövmeden daha iyi bir yöntem olduğunu iddia etmediğim gibi, dünyada böyle bir iddiada bulunan hiçkimseyi de duymadım/okumadım.  Benim vurgu yapmak istediğim iki nokta, ısıl işlemin son ürünün nitelikleri üzerindeki etkisi ile, sıcak dövmenin de kendi dezavantajlarına sahip olduğuydu.

Cebehane'nin misyonundan bağımsız olarak, şahsen ben de sıcak dövmeye meyledenlerdenim.  Ancak, Durukan Bey'in bir yorumunu anlayamadım sanırım; zira, çok doğal olarak Kevin Cashen'in makalesi bir sonuç bildirgesi değil, mevcut bilimsel bilgilerin bir derlemesidir ve bundan on yıl sonra bilimin ulaşacağı sonuçların bugünkünden farklı olma olasılığı, bugün bildiklerimizin değerini azaltmaz.  Eminim Durukan Bey son mesajında yazdıklarını daha iyi anlamama yardımcı olacaktır, ama korkarım böylece Sefa Bey'in konu başlığını daha da saptırmış olacağız.  İsterseniz bu konuya özel mesajlarda, üretim teknikleri konusuna ise ayrı bir konu başlığında devam edelim ve Sefa Bey çeliğin yapısıyla ilgili bilgiler vermeye kaldığı yerden devam etsin.

[Sefa Çabuk]

Merhaba,
Ortam biraz hareketlenmeye başladı sanıyorum , kendi adıma ben bu durumdan mutluyum. İçeriğinde bilimsellik taşıyan tartışma ortamları her zaman monologlardan daha iyidir ( bence), kendi adıma ortamın böyle olmasına katkı veren herkese teşekkür ediyorum. Teknolojik gelişmeler gereçekten de inanılmaz hızlı, nereye varacağını bile kestirmek olanaksız bu herkesce biliniyor. Durukan güzel söylemiş , hatta Bay Cashen ;" çeliği dövmeyi seviyoruz" bizleri de burada buluşturan temel neden de bu.
Kayahan bey çeliklerin yapılarıyla ilgili yazılacak çok şey var daha devam edeceğim, ama genel konuları bence burada tartışalım belki bunlardan da herkesin yararlanacağı şeyler olacaktır. ( ne yalan söyleyeyim içimden "acaba tereciye tere mi satıyorum" dediğim oluyor görünüşe bakılırsa forumda herkes zaten işin erbabı
Aşağıya bir kaç resim ekliyorum affınıza sığınarak, bu bıçağı bir dostuma yapmıştım, yüzeyini ise kasıtlı öyle istedi (malzeme A420) başka örnekler de gönderecektim ama fotoğraf makinamda aksilik oldu, umarım daha sonra. Sevgiler selamlar
Sefa Çabuk

[Durukan Türe]

 gerçekten de konu hareketlendi. benim şu noktada iki onerim olacak moderatorlere. bir tanesi üretim teknikleri , digeri el yapımı bıçaklar için iki alt başlık açalım. yeni yaptıgımız projeleri ve uretim tekniklerini burada paylaşalım. en azından benim izledigim yabancı forumlarda bunlar var.

[Kayahan Horoz]

Durukan Bey'in önerisi üzerine, forumumuza "Üretim Teknikleri" başlığını açarak, başlıkla ilintili 3 konuyu buraya aktardım.   

El yapımı bıçak örneklerini içeren konular da üretim tekniklerinin tartışıldığı konularla aynı olduğundan, şimdilik bir "El Yapımı" başlığı açamadım.   

Sefa Bey, resmini gönderdiğiniz bu bıçağın üretim süreciyle ve teknik özellikleriyle ilgili bilgiler de verir misiniz?

Durukan Bey, sizin çalışmalarınızdan da örnekler görsek, bir yandan da üretim süreçleriyle ilgili teknik konuları tartışsak...

Forumumuzu biraz hareketlendirsek...

 

[Sancar Özer]

Çok büyük bir zevkle takip ettiğimi ve çok faydalandığımı belirtmekve teşekkür etmek için araya giriyorum kısaca, lütfen aynen devam ediniz bu nefis bilgi paylaşımı ve tartışmaya

[Sefa Çabuk]

merhaba,
Öncelikle Kayahan beyin bıçağın yapımına ilişkin sorusuna yanıt vermekle başlayayım, bıçakta kullanılan çelik A420 koduyla anılan martenizitik yapılı bir paslanmaz çeliktir. ( daha önce sözünü ettiğim ameliyethane aletlerinin üretiminde kullanılan) bu çelik için ingiliz normu= 420S37, İsveç=2303, Japon=SUS420J1, Avrupa= 1.4021 veya X20Cr13 olarak verilir kimyasal kompozisyonun içerisinde yaklaşık %13 civarında Cr bulunan çelik iyi sertleşme niteliklerine sahip, sıcak dövmeye uygun, sertleştirme öncesi soğuk işleme uygun ( sertleştirme yapıldıktan sonra çok zor ) korozyon dayanımı diğer paslanmaz çelik serilerine göre biraz daha az bu nedenle yüzey sertleştirme öncesi iyi parlatma gerektiriyor. Çelik için bu kadar bilgi yeter sanıyorum.
Zaten sıcak dövme işlemi yapacağımdan işlem öncesi bir normalize tavlaması yapmadım, Kullandığım malzeme 40X4 mm ölçülerinde sac malzeme, normal demirci ocağında, yaklaşık 950 derece tav sıcaklığında genel formunu 2 tavlama ile verdim, ardından fırında yaklaşık 900 dereceye kadar ısıtıp bir yarım saat beklettikten sonra kademeli olarak 600 dereceye düşürdüm, ve soğumaya bıraktım, ardından tekrar yaklaşık suverme sıcaklığı olan 1000 dereceye kadar ısıtıp 30 numara tarafo yağında su verme işlemini gerçekleştirdim. Ayrıca bir menevişleme tavlaması ( yada temperleme ) işlemi yapmadım nedeni; malzemenin iç sıcaklığından yararlanarak  yaklaşık 400 derece civarında yağ banyosundan çıkarılması ve havada soğutulması ile zaten bu işlemi yapmış oluyorsunuz. Yalnız burada dikkat edilmesi gereken nokta su verme sırasında malzemeyi yağa dik ( sivri kısmı aşağıya gelecek şekilde ) sokmalısınız, tersi durumda özellikle su verme sırasındaki çarpılmaların önüne geçmek imkansızdır nedeni bunu önlemektir. İşlem bittikten sonra orta kısım dövme işlemi yüzeyde görünecek şekilde olduğu gibi bırakıldı, kesici kısımlar ise 220 - 1500 grid arası sırasıyla zımpara kullanılarak temizlenip parlatıldı en son ağız keskinliği ise 4000 grid doğal Arkansas taşı kullanılarak sağlandı ( Arkansas taşında 10 numara yağ kullanıldı) sap kısmında mauna benzer bir ağaç olan Sapelli kullanıldı, son olarak sap kısmı tik yağı emdirilerek iş bitirildi. Selamlar
Sefa Çabuk

[Selim Atalay]

Çok güzel bir başlangıç oldu.Özellikle malzeme dersinde öğrendiğim şeyleri tekrar hatırladım.Babamla geçen günlerde demircilik konusunda konuşmuştuk.70 li yıllarla bugünün pek bir farkı yok.O zamanarda hurdacılardan çelik satın alınıyormuş.Denildiği gibi makas parçaları vs.Bugün sadece içeriği biliniyor.Tabi bizim köye elektiriğin 88 gibi geldiği televizyonun ise 90 ları bulduğunu söylersek iletişim kıt.Birkaç sene evvel internet gelmiş ama...Bizim orada halen bilinmiyor :DAnladığım kadarıyla aldığınız çelik üzerinde bir nevi uzmanlaşmalısınız.Çelik sertse başka yumuşaksa başka.Eğer yumuşak bir çelikse zaten sizden balta vs alan söylüyor siz suyunu vs artırıyorsunuz.

Çok ortalığı karıştırmak istemiyorum ama keskin nişancı tüfeklerinde namlular soğuk dövme olarak üretiliyor.Bunun hedefteki dağılım oranını(moa) azalttığı söyleniliyor.Bunun nedeni ne olabilir.Özellikle Cr un namlu iyi dağılmasının namlu ömrünü uzattığını biliyorum.(Bu silahlar mermileri gereği yüksek ısı ve şoklara dayanıklı olmalı).Şimdi bu nereden çıktı deyince şuradan çıktı dedem zamanında av tüfeği yapıyor.Bunun için namlu yapıyor el matkabı ile yivleri vs açıyor.Sonrasında çok sevdiği bir arkadaşına satıyor.Babamın çocukluğuna denk geldiği için fazla bilgisi yok(İhtimal 60 ların sonu veya 70 lerin başı)Sadece çok iyi bir çelik olması gerektiğni söylüyor.Çünkü babam çok yaptırmaya çalışmış bazı boru parçalarını filan getirmiş ama dedem bunlar olmaz demiş.O yüzden şu ana namlularla ilgiliyim.

Zaten günümüzün alaşım çelikleri çok ileri noktadalar hele özel alaşım çelikleri.Aklıma gelen özellikle sovyetlerin alfa sınıfı denizaltıları gibi dalış rekoru kırmış Titanyumlu çelik alaşımları geliyor.48 OT 3 olabilir.İnternette tartşmalı bilgiler var.Tabi birde özellikle çeliklerin mühendislik değerlerinin bilinmesiyle elde edilen hesaplanmış ezilme derinlikleri var ama tabi bunlar pek denenmediği için özellikle batı orjinli çeliklerle kıyaslama noktasında çok farklı sözler var.Kimi HY-100(100000PSİ) kimi HY-150 ile kıyaslamış.Neyse işimiz zaten denizaltı çeliklerini incelemek değil Ama günümüzde her amaç için özel olarak üretilmiş çelikler bulunabiliyor.Tabi bunlar üretildikleri amaç için çok idealken başka bir amaçla kullandığınızda çok kötü performans verebilir.Anladığım kadarıyla kaliteli ve genel maksatlarla kullanabileceğimiz çelikleride piyasada bulmamızda kolay değil