ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA … · 2019-05-10 · ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÇELİK SİSTEMLERİN YÜZEY ÖZELLİKLERİNİN

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

DOKTORA TEZİ

Derya YALUK

ÇELİK SİSTEMLERİN YÜZEY ÖZELLİKLERİNİN SICAK DALDIRMA GALVANİZ KAPLAMALARA ETKİSİ

FİZİK ANABİLİM DALI

ADANA, 2009

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ


DERYA YALUK

DOKTORA TEZİ

FİZİK ANABİLİM DALI

Bu tez 20 / 02 /2009 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği İle Kabul

Edilmiştir.

Yrd.Doç.Dr. Şadi YILMAZ DANIŞMAN

Prof. Dr. Emirullah MEHMETOV

ÜYE

Prof. Dr. Atalay KÜÇÜKBURSA

ÜYE

Prof. Dr. Bilgehan GÜZEL Yrd.Doç.Dr. Faruk KARADAĞ

ÜYE ÜYE

Bu tez Enstitümüz Tarla Bitkileri Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No

Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ Enstitü Müdürü

İmza ve Mühür

Bu çalışma Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından

Desteklenmiştir. Proje No: ZF2007YL34 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 Sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunu’ndaki hükümlere tabidir.

I

ÖZ

DOKTORA TEZİ


Derya YALUK

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

FİZİK ANABİLİM DALI Danışman : Yrd.Doç.Dr.Şadi YILMAZ Yıl : 2009, Sayfa:150 Jüri : Yrd.Doç.Dr.Şadi YILMAZ

Prof.Dr.Emirullah MEHMETOV Prof.Dr.Atalay KÜÇÜKBURSA Prof.Dr.Bilgehan GÜZEL Yrd.Doç.Dr.Faruk KARADAĞ

Çalışmamızda öncelikle C, Mn, P, S, Si, Al vb. element katkılı çeliklerin

kaplamaya etkisi araştırıldı. Farklı kompozisyonlardaki çelikler birçok ön

işlemlerden geçirilerek daldırma sonunda kaplama özellikleri araştırıldı. Havuzların

kimyasal içeriklerinin kaplamaya etkisi, pasivasyonun yüzeye etkisi, banyo

sıcaklığının kaplamaya etkisi, soğuma hızının kaplama yüzeyine etkisi araştırıldı.

Çelik sacın yüzeyine uygulanan mekaniksel işlemlerin kaplamaya etkisi araştırıldı.

Yüzeyler asitleme, parlatma, zımparalama, kumlama işlemlerinden geçirildi. Yüzey

pürüzlülük ölçümleri yapıldı. Sıvı çinko içine eklenebilecek Kurşun (Pb),

Alüminyum (Al), Demir (Fe), Kalay(Sn), Nikel (Ni), Bizmut(Bi), elementlerin

kaplamaya etkisi araştırıldı.

Anahtar Kelimeler: Sıcak Daldırma Galvaniz Kaplama, Yüzey Kaplama, Korozyon, Çinko.

II

ABSTRACT

PhD THESIS

SURFACE CHARACTERISTICS OF STEEL SYSTEMS EFFECT TO HOT-DIP GALVANIZED COATINGS

Derya YALUK

DEPARTMENT OF PHYSICS

INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES

UNIVERSITY OF CUKUROVA

Supervisor : Asist. Prof. Şadi YILMAZ

Year : 2009, Pages:150 Jury : Asist. Prof. Şadi YILMAZ

Prof.Dr.Emirullah MEHMETOV Prof.Dr.Atalay KÜÇÜKBURSA Prof.Dr.Bilgehan GÜZEL Asist. Prof.Faruk KARADAĞ

In this work, firstly, we researched which elements in steel (C, Mn, P, Si, S, Al

etc.) affect galvanized coatings. Many different steel sheets are applied on some pre-

treatments then dipped in liquid zinc. After we dipped, we looked at galvanized

coatings whether affected or not. Effects of chemical baths compositions,

passivation, temperature of liquid zinc bath, cooling speed was researched. Our other

experiments are mechanical processes which we applied on steel sheets to see

coatings properties whether changed or not. The steel sheets dipped into acid then

shined, grinded and sanded surfaces. According to mechanical test results, we

compared with uncoated steel sheets and coated sheets. In liquid zinc bath, we could

add Pb, Al, Fe, Sn, Ni, Bi elements. We researched which elements affected on to the

galvanized coatings.

Key Words: Hot-Dip Galvanized Coating, Surface Coating, Corrosion, Zinc.

III

TEŞEKKÜR

Yüksek Lisans ve Doktora eğitimim boyunca benden maddi manevi desteğini

esirgemeyen, bana hep güvenen danışmanım Sn Yrd.Doç.Dr.Şadi YILMAZ’a,

mühendislik alanında engin bilgiye sahip olan ve kendisiyle tanışmaktan onur

duyduğum Sn Prof.Dr.Emirullah MEHMETOV’a, Yüksek Lisans eğitimimden bu

yana bana daima destek olan Sn Yrd.Doç.Dr. Faruk KARADAĞ’a, Çukurova

Üniversitesi Fizik Bölümü’nün tüm Öğretim Üyelerine, Araştırma Görevlilerine ve

Çalışanlarına teşekkür ederim.

Deneysel çalışmam boyunca Tosyalı Holdingin tüm alet, ekipman ve numune

konusunda sonsuz desteklerini esirgemeyen Tosyalı Holding Yönetim Kurulu

Başkanı Sn Fuat TOSYALI’ ya, Yönetim Kurulu Üyeleri Sn Ayhan TOSYALI ve Sn

Fatih TOSYALI’ya, İcra Kurulu Üyesi Sn Dr. Suhat KOKMAZ’a, Tosyalı Holding

Teknik Koordinatörü Sn Ahmet TAŞKIN’a, Tosçelik Fabrika Müdürü Sn Turgay

ÖZDAŞ’a, Tosçelik Galvaniz Tesisi eski Müdürü şimdi Doğal Gaz Tesis Müdürü Sn

Mehmet PEKEL’e, Kalite Güvence Şefi Sn Bülent SÖNMEZ’e, Kalite Güvence

Mühendisi Sn Ersin GÜNGÖR ve kalite kontrol elemanlarına, Galvaniz Tesisi

laboratuar teknik elemanı Sn Erkan TIRPAN’a ve diğer fabrika çalışanlarına

teşekkürlerimi sunarım.

Bana her zaman güvenen ve her konuda destekçi olan aileme, liseden sonra

eğitim hayatımı şekillendiren, beni her konuda yönlendiren, yüksek lisans ve doktora

eğitiminin önemini her seferinde hatırlatan, doktora eğitimimi bitirmediğim taktir de

benimle konuşmayacağını söyleyen teyzem, Sn Av. Nuran ZÖHRE’ ye, sonsuz

teşekkür ederim.

IV

İÇİNDEKİLER SAYFA

ÖZ I

ABSTRACT II

TEŞEKKÜR III

İÇİNDEKİLER…………………………………………………………………...IV

ÇİZELGELER DİZİNİ IX

ŞEKİLLER DİZİNİ XII

SİMGELER VE KISALTMALAR XVII

1.GİRİŞ 1

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 3

3. MATERYAL VE METOD 18

3.1.Yüzey Kaplama 18

3.1.1. Korozyon Nedir? 18

3.1.2 Çelikte Korozyon Oluşumu 19

3.1.3. Korozyona Karşı Alınması Gereken Önlemler 23

3.2.Galvanizleme 24

3.2.1. Başlıca Çinko Yüzey Kaplama Çeşitleri 24

3.2.2.Sıcak Daldırma Galvanizleme 25

3.2.2.1. Toplu Sıcak Daldırma Galvanizleme 25

3.2.2.1.a.Islak Yöntemle Sıcak Daldırma Galvanizleme 25

3.2.2.1.b. Kuru Yöntemle Sıcak Daldırma Galvanizleme 26

3.2.2.2.Galvanizleme İşlemi Boyunca Daldırılan Havuzların

Özellikleri…………………………………………………28

3.2.2.3. Sıcak Daldırma Galvanizleme Çeşitleri 31

3.2.3. Galvaniz Kaplamada Fe-Zn Faz Dengesi ve Kinetiği 31

3.2.3.1. Kaplama Fazları 33

3.2.3.1.a. Zeta Fazı 33

3.2.3.1.b. Delta Fazı 33

3.2.3.1.c.Gamma 1 Fazı 34

3.2.3.1.d. Gamma Fazı 34

V

3.2.3.2. Fe-Zn Faz Oluşumu 34

3.2.3.3. Fe-Zn Faz Reaksiyon Enerjisi 37

3.3. Galvanizleme İşlemi Sırasında Dikkat Edilmesi Gerekenler 40

3.3.1. Çeliğin Yapısı 40

3.3.2. Alt tabaka Olarak Çelik Seçimi 43

3.3.2.1. Karbonlu Çelikler 43

3.3.2.2. Alaşımlı Çelikler 43

3.3.2.3. Çeliği Oluşturan Önemli Elementler ve Galvanizlemeye

Etkileri 44

3.4. Metallerde Ergime ve Kristalleşme 51

3.4.1. Kristal Hataları 52

3.41.a. Nokta Hataları 52

3.4.1.b. Çizgi Hataları 54

3.4.1.c. Yüzeysel Hatalar 55

3.4.1.d. Segregasyon 55

3.5. Mekanik Özellikler 56

3.5.1. Malzemelerin Şekil Değiştirme Özellikleri 58

3.6. Çekme Diyagramı 61

3.7. Elastik-Plastik Deformasyon 62

3.8. 0.2 % Akma Mukavemeti 63

3.9. Mühendislik Gerilme, Gerinim ve Gerçek Gerilme, Gerinim Tanımları 65

3.9.1. Mühendislik ve Gerçek Gerinim 65

3.10. İkiz Oluşumu 68

3.11. Soğuk Şekil Değiştirme ve Yeniden Kristalleşme 70

3.12. Galvaniz Kaplama Ömrüne Etki Eden Faktörler 71

3.13. Çelik Alt Tabakasının ve Kaplamanın Mekanik Özelliklerinin

Ölçülmesi 73

3.13.1. Malzemelerin Akma-Çekme Mukavemetinin Belirlenmesi 73

3.13.2. Sertlik ve Aşınma Direncinin Ölçülmesi 74

3.13.2.1. Sertlik Ölçme Metotları 74

3.13.3. Aşınma Türleri 75

VI

3.14. Malzemelerin Büyüklüğü ve Galvanizleme 76

3.15. Galvanizlemeden Sonra Karşılaşılan Problemler 77

3.15.1. Islak Depolamadan Kaynaklanan Leke (Beyaz Pas ) 77

3.15.2. Bazı Galvaniz Kaplamaların Gri Görünmesinin Nedenleri 77

3.15.3. Galvaniz Kaplamanın Pullanması 78

3.15.3.1. Pullanma Problemlerinin Azaltılması 80

3.16 Deneylerde Kullanılan Cihazlar 81

3.16.1. Atomik Absorpsiyon Spektrometresi 81

3.16.2. Optik Emisyon Spektrometresi 81

3.16.3. Mikrometre 81

3.16.4. Elektronik Tartım Cihazı 81

3.16.5. Çekme Cihazı 81

3.16.6. Yüzey Pürüzlülüğü 82

3.16.7. Metalografik Numune Hazırlamada Kullanılan Cihazlar ve

Yardımcı Malzemeler 82

3.16.7.1. Metalografik Numune Kesme Cihazı 82

3.16.7.2. Metalografik Numune Kalıplama 82

3.16.7.3. Metalografik Numune Taşlama 82

3.16.7.4. Metalografik Numune Parlatma 83

3.16.7.5 Dağlama 83

3.16.8. Mikroskop 83

3.16.9. Sertlik Ölçme Cihazı 84

4. BULGULAR VE TARTIŞMA 85

4.1. Farklı Kimyasal Yapıya Sahip Saclarla Galvaniz Kaplama

Elde Edilmesi 85

4.1.1. %0,005 Si İçerikli Sacın Kaplama Kalınlığının Zamanla

Değişimi 87

4.1.2. Yüzey Temizleme İşlemi Yapılmadan Oluşan Kaplamanın

Özellikleri 90

4.1.3. % 0,0987 Si İçeren Sacın Kaplama Kalınlığının Zamanla

Değişimi 92

VII

4.1.4. 0,005 % Si ile % 0,0987 Si İçeren Numunenin Kıyaslanması 93

4.1.5. Haddeleme Şeklinin (HR ve CR) Kaplama Yapısına Etkisi 96

4.1.6. Daldırma Süresinin Artmasıyla Kaplama Kalınlığının

Doyma Noktası 101

4.1.7. Alt Tabanda % Si Değişimimin Galvaniz Kaplamaya Etkisi 103

4.1.8. Fosfor (P) Elementinin Galvaniz Kaplamaya Etkisi 109

4.2. Çelik Yüzeyine Uygulanan Mekaniksel İşlemler Sonucunda Galvaniz

Kaplama Elde Edilmesi 111

4.2.1. Yüzey Parlatma 112

4.2.2. Yüzey Zımparalama 113

4.2.3. Yüzey Kumlama 113

4.2.4. Yüzey Asitleme 113

4.3. Galvaniz İşleminin Malzemenin Mekanik Test Sonuçlarına Etkisi 116

4.3.1. Galvanizleme Öncesi ve Sonrası Akma-Çekme Sonuçları 116

4.3.1.1. Farklı Daldırma Sürelerinin Akma-Çekme Değerlerine

Etkisi…………………………………………………. 117

4.3.1.2. Galvaniz Kaplanmış Saca Farklı Çekme Kuvvetleri

Uygulanarak Elde Edilen Yüzeylerin İncelenmesi 119

4.3.2. Kaplamanın Sertlik Ölçümü 119

4.3.3 Pullanma ve Tozlaşma 121

4.4. Çinko Havuzunun Kimyasal Kompozisyonun Değiştirilmesi İle Galvaniz

Kaplamanın Özelliklerinin İncelenmesi 124

4.4.1. Flux’ın Kaplamaya Etkisinin Araştırılması 125

4.4.2. Sıvı Çinko Kompozisyonlarının Kaplamaya Etkisi 125

4.4.2.1. Kurşun(Pb) Eklenmesinin Etkisi 126

4.4.2.2. Alüminyum( Al) Eklenmesinin Etkisi 127

4.4.2.3. Demir ( Fe) Eklenmesinin Etkisi 129

4.4.2.4. Kalay (Sn) Eklenmesinin Etkisi 129

4.4.2.5. Nikel (Ni) Eklenmesinin Etkisi 132

4.4.2.6 Bizmut (Bi) Eklenmesinin Etkisi 134

4.5 Çinko Havuzunun Sıcaklığının Değiştirilmesi 136

VIII

4.6 Galvanizlemeden Sonra Beyaz Pasın Oluşumunu Engellenmesi 137

5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER 140

KAYNAKLAR 144

ÖZGEÇMİŞ 150

IX

ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA

Çizelge 3.1. Metallerin elektrokimyasal dizilişi 19

Çizelge 3.2. Çinko elementinin temel özellikleri 23

Çizelge 3.3. Çinko yüzey kaplama çeşitleri ve kaplama kalınlıkları 24

Çizelge 3.4. Fe-Zn denge diyagramındaki fazlar ve özellikleri 31

Çizelge 3.5. Düşük parabolik aralıkta alaşım tabakalarının büyümesi

için n değeri 39

Çizelge 3.6. 450 oC de 300 sn’e kadar (% 0.003 C ağırlık içeren) çelik

alt tabakası ile saf bir çinko demir (%0.03 Fe ağırlık içeren)

bireysel faz tabaka büyümesinde n değerleri 39

Çizelge 3.7. Çelik yapısındaki elementlerin kaplamaya etkisini araştıran

RICHARD R. W.’nin deney sonuçları 50

Çizelge 3.8. Çinko kaplama ağırlığından çinko kaplama kalınlığına

dönüştürme tablosu 73

Çizelge 4.1. Farklı kompozisyona sahip çelik sacların kimyasal analiz sonuçları 85

Çizelge.4.2. 7 Farklı sacın spektrometreden alınan kimyasal analiz sonuçları 86

Çizelge 4.3. Çinko banyosundan alınan bir numunenin atomik absorpsiyon

cihazında yapılan analiz sonuçları 87

Çizelge 4.4. %0,005 Si içeren sacın kimyasal analiz sonuçları 87

Çizelge 4.5. % 0,005 Si içeren sacın kaplama kalınlığının daldırma

zamanıyla değişmesi 88

Çizelge 4.6. % 0,005 Si içeren sacın kaplama öncesi ve sonrası ağırlığı 88

Çizelge 4.7. Yüzey temizleme işlemi yapılmadan kaplanacak

malzemenin kimyasal analizi 91

Çizelge 4.8. % 0,0987 Si içeren sacın kimyasal analizi 92

Çizelge 4.9. % 0,0987 Si içeren sacın kaplama kalınlığının daldırma

zamanıyla değişmesi 93

Çizelge 4.10. % 0.0987 Si içeren sacın kaplama öncesi ve sonrası ağırlıkları 93

Çizelge 4.11 %0.005 Si ile %0.0987 Si numunenin kimyasal analiz sonuçları 93

Çizelge 4.12. % 0.005 Si ile % 0.0987Si numunenin kaplama kalınlığının

X

daldırma süresi ile değişmesi 94

Çizelge 4.13. %0.0987 Si ile % 0.005 Si içeren galvaniz sacların

kalınlıklarının kıyaslanması 95

Çizelge 4.14. HR ve CR malzemelerin kimyasal analiz sonuçları 96

Çizelge 4.15. HR ve CR malzemelerin mekaniksel analiz sonuçları 96

Çizelge 4.16. HR ve CR malzemelerin kaplama kalınlıklarının daldırma

süresi ile değişmesi 97

Çizelge 4.17. HR ve CR malzemelerin kaplama öncesi ve sonrası ağırlıkları 98

Çizelge 4.18. Kaplama doyma noktasının belirlenmesinde kullanılan

numunenin kimyasal analizi 102

Çizelge 4.19. Doyma noktası belirlenmesinde kaplama kalınlığının zamanla

değişimi 102

Çizelge 4.20. Farklı silisyum konsantrasyonlu çelik sacların kimyasal analizi 105

Çizelge 4.21. Farklı silisyum konsantrasyonlu çelik sacların 120 sn çinko

havuzuna daldırılarak elde edilen kaplama kalınlığı 105

Çizelge 4.22. Malzeme yüzey pürüzlülüğünün galvanizlemeye etkisi için

kullanılan numunenin kimyasal analizi 111

Çizelge 4.23. Yüzey temizleme işlemlerinden geçen numunelerin yüzey

pürüzlülük değerleri 112

Çizelge 4.24. Akma-Çekme deneyi için kullanılan malzeme kimyasal

analiz sonucu 116

Çizelge 4.25.Galvanizleme öncesi ve sonrası malzemenin akma-çekme sonuçları116

Çizelge 4.26. Farklı daldırma sürelerinin akma-çekme değerlerine etkisi

için numune kimyasal analizi 117

Çizelge 4.27. Farklı daldırma sürelerinin akma-çekme değerleri 117

Çizelge 4.28. Galvaniz kaplanmış saca uygulanan farklı çekme kuvvet değerleri 119

Çizelge 4.29. Portatif sertlik ölçüm cihazı ile kaplamanın sertlik ölçümü 119

Çizelge 4.30. Kaplama katmanlarının kristal yapısı, formülü ve sertlik değeri 120

Çizelge 4.31. ASTM B6’ya göre piyasadaki çinko külçe kompozisyonları 124

Çizelge 4.32.Fluxlamanın etkisinin araştırılmasında kullanılacak malzemenin

kimyasal analizi 125

XI

Çizelge 4.33. Kalay (Sn) eklenmesinin etkisini araştırmada kullanılan numunenin

kimyasal analizi 129

Çizelge 4.34. Kalay (Sn) eklenmesi ile kaplama kalınlığı değişimi 130

Çizelge 4.35. Farklı oranlarda Sn elementi eklenen havuzun kimyasal

analiz sonuçları 131

Çizelge 4.36. Dünya piyasalarında çinko banyosuna atılan elementlerin

ABD doları cinsinden fiyatları 134

XII

ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA

Şekil 3.1. Çelikte ve galvaniz kaplanan çelikte aşama aşama korozyon oluşumu 22

Şekil 3.2. Çinko yüzey kaplama çeşitleri ve kaplama kalınlıkları 25

Şekil 3.3. Genel bir sıcak daldırma galvanizlemenin işlem sırası 27

Şekil 3.4. Örnek bir metal boru galvanizleme işleminin aşamaları 29

Şekil 3.5. Örnek bir galvanizleme hattında süreçlerin, kullanılan kimyasalların ve

atıkların şemasal gösterimi 30

Şekil 3.6. Fe-Zn faz diyagramı. İkili alaşım faz diyagramı 32

Şekil 3.7. Fe-Zn ikili faz diyagramının çinko zenginleştirme bölümü 32

Şekil 3.8. Normal bir galvaniz havuzunda üretilen kaplamanın arakesiti 34

Şekil 3.9. Bir ULC çelik alt tabanının 450 O C’de 300sn daldırıldıktan sonra oluşan

Zn kaplamanın mikro yapısı 1) gama (Γ) fazı, 2) delta (δ) fazı, 3)zeta (ζ)

fazı 35

Şekil 3.10. Galvaniz banyosunda Fe-Zn faz tabaka oluşumunun şematik

gösterimi 36

Şekil 3.11. Çelik yüzeyinde oluşan katmanlar ve sertlik değerleri 37

Şekil 3.12. Bir ULC çelik alt tabanının 450 O C de çinko banyosunda sıcak

daldırıldığında tek oluşan Fe-Zn gama (Γ) fazı, delta (δ) fazı, zeta (ζ) fazı

tabaka büyümesi 38

Şekil 3.13. Demirin Kristal Yapıları 41

Şekil 3.14. Fe-Fe3C denge diyagramının çeliklere ait kısmı ve soğuma sırasında

oluşan içyapıları 41

Şekil 3.15. Hacim Merkezli Kübik (HMK), Yüzey Merkezli Kübik (YMK) ve

Hacim Merkezli Tetragonal (HMT) kristal yapıları 42

Şekil 3.16. Galvaniz banyosunda bulunan %C oranına göre g/dm 2 ’de

çözünen kaplama miktarı 44

Şekil 3.17. Kütlece farklı silisyum içerikli numunelerin Sandalin piki

gösterdiği bölgeler 47

Şekil 3.18. Galvanizlemeye uygun çelik seçilirken Silisyum-Fosfor seviyesini

belirleyen grafik 47

XIII

Şekil 3.19. Ergimiş bir metalin sıvıdan katıya geçişi 51

Şekil 3.20. Tane sınırları 51

Şekil 3.21. Nokta Hataları, boş yer gösterimi 52

Şekil 3.22. Nokta Hataları: Boş yer oluşumu ile atomların hareketi 53

Şekil 3.23. Nokta Hataları: Ara yer 53

Şekil 3.24. Nokta Hataları: Yer alan 53

Şekil 3.25. Kenar dislokasyonu 54

Şekil 3.26. Vida dislokasyonu 54

Şekil 3.27. Malzemede Segregasyon 55

Şekil 3.28. Gerilme Yönleri 56

Şekil 3.29. Malzemenin Gerilme Eksenleri 57

Şekil 3.30. Cismin tek ve 3 eksenli gerilmesi 57

Şekil 3.31. Plastik şekil değiştirme 59

Şekil 3.32. Çapraz kayma 59

Şekil 3.33. Malzeme ekseninde ve dik eksende kayma 60

Şekil 3.34. Sünek bir metalin mühendislik çekme diyagramı 62

Şekil 3.35. Yük-Uzama diyagramı 63

Şekil 3.36. Deformasyon bölgelerinin mühendislik gerilme-gerinim diyagramı

ve test parçası ile ilişkisi 64

Şekil 3.37. 0.2% akma mukavemeti 64

Şekil 3.38. F;Çekme kuvveti uygulanan parça 65

Şekil 3.39. Yük-Uzama eğrisi 66

Şekil 3.40. Tek eksenli gerinim a) Çekme b) basma 68

Şekil 3.41. İkiz teşekkülü ile şekil değiştirme 68

Şekil 3.42. Aynı ve zıt yönlü dislokasyonlar 69

Şekil 3.43. Plastik şekil değişimine uğramış metalin kristal tane yapısı 70

Şekil 3.44. Dışarıdan ısı alarak malzemenin yeniden kristalleşmesi 71

Şekil 3.45. Kaplamanın kullanım ömrü, çinkonun kalınlığı ve atmosfer tipi 72

Şekil 3.46. Çelik yapısındaki %Si etkisi ile boru üzerinde oluşan gri/parlak

alanlar 78

Şekil 3.47. Çelik yüzeyinden alaşım tabakasının (gama tabakası) pullanmasının

XIV

altını gösteren, dökülen parçaya yakın alanı gösteren mikrografik 80

Şekil 3.48. Çeliğin kimyasal değerleri nedeniyle çeliğe zayıf yapışmayla birlikte

kırılgan ve kalın bir kaplama oluşması 80

Şekil.4.1. 2,40 mm sacların daldırma süresine göre kaplama kalınlığının

değişmesi 88

Şekil 4.2. Galvaniz yüzeyinde görülen tipik bir çiçeklenme örneği 89

Şekil 4.3. 120 sn daldırılan %0,005 Si içeren sacın makro ve mikro görüntüleri 90

Şekil 4.4. Yüzey temizleme işlemi yapılmadan oluşan kaplamanın görüntüleri 91

Şekil 4.5. 60 sn daldırılmış 0,0987% Si içeren malzemenin kaplama

kalınlığının makro ve mikro görüntüsü 92

Şekil 4.6. 0,0987% Si içeren sacın kaplama kalınlığının daldırma süresi ile

değişmesi 93

Şekil 4.7. %0,0987 Si ile % 0,005 Si içeren malzemelerin kaplama kalınlıklarının

daldırma süresi ile değişimi 94


daldırma süresi ile değişiminin yarım log. grafiği 94


daldırma süresi ile değişiminin double log. grafiği 95

Şekil 4.10. %0,0987 Si ile % 0,005 Si içeren malzemelerin katmanlarının

kıyaslanması 95

Şekil 4.11. HR ve CR malzemelerin kaplamadan önce yüzey ve arakesit

görüntüleri 97

Şekil 4.12. HR ve CR malzemelerin kaplama kalınlıklarının daldırma

süresi ile değişmesi 98

Şekil 4.13. 1,5 mm CR sac 455 o C de 60 sn daldırıldığında elde edilen kaplama ve

katmanları 99

Şekil 4.14. Normal bir galvaniz havuzunda üretilen kaplamanın arakesiti 100

Şekil 4.15. 1,5 mm HR sac 455 o C de 60 sn daldırıldığında elde edilen kaplama ve

katmanları 101

Şekil 4.16. Daldırma süresinin artması ile kaplama kalınlığının değişimi 102

Şekil 4.17. Daldırma süresinin artması ile kaplama kalınlığının değişiminin

XV

double log grafiği 103

Şekil 4.18. Farklı silisyum içeren saclarla galvaniz kaplama kalınlığı değişimi 104

Şekil 4.19. Kütlece farklı silisyum içerikli numunelerin Sandalin piki

gösterdiği bölgeler 106

Şekil 4.20. Farklı Si değerleri içeren numunelerin kaplama

katmanlarının incelenmesi 108

Şekil 4.21. 460 o C 5 dk daldırılan a) % Si oranına göre kaplama kalınlığı değişimi

b) % P oranına göre kaplama kalınlığı değişimi c) % (Si + 2.5 P)

değerine göre kaplama kalınlığı değişimi 110

Şekil 4.22. Yüzey parlatıldıktan sonra malzemenin yüzey pürüzlülük grafiği 112

Şekil 4.23. Yüzey zımparalandıktan sonra malzemenin yüzey pürüzlülük grafiği 113

Şekil 4.24. Yüzey kumlandıktan sonra malzemenin yüzey pürüzlülük grafiği 113

Şekil 4.25. %0,005 Si içeren malzemenin farklı yüzeyler oluşturularak

120 sn daldırılıp galvaniz kaplanan kaplamaların kalınlık

değişim grafiği 114

Şekil 4.26. Yüzeyin parlatma, zımparalama, kumlamadan sonraki görüntüsü 115

Şekil 4.27. Sandalin pikinin görüldüğü bölgede Asitleme, Zımparalama,

Parlatmanın etkisinin araştırılması 115

Şekil 4.28. Galvanizlemeden önce ve sonra malzemenin akma-çekme grafiği 116

Şekil 4.29. Daldırma süresine göre elde edilen kaplamalı sacın akma-çekme

ve uzama değerleri 117

Şekil 4.30. Daldırma süresine göre elde edilen kaplanmış sacın akma-çekme

ve uzama değerlerinin grafiksel gösterimi 118

Şekil 4.31. Galvaniz kaplama katmanları ve sertlik değerleri 120

Şekil 4.32. Portatif sertlik ölçüm aleti 121

Şekil 4.33. Pullanma ve Tozlaşma görüntüleri 122

Şekil 4.34. Fe içeriği ve kaplama ağırlığının tozlaşma üzerindeki etkisi 123

Şekil 4.35. Piyasada satılan külçe çinko resmi 124

Şekil 4.36. Galvaniz havuzu içinde yapılacak deneyler için minyatür havuz 126

Şekil 4.37. Havuzdaki kurşun oranın değişmesiyle akışkanlığın değişimi 127

XVI

Şekil 4.38. %0.20 ağırlıkça Al-Zn galvaniz havuzunda Fe-Zn faz tabakalarının

şematik oluşum sırası. to başlangıç zamanı ve sırasıyla tabaka

oluşumuna göre t1<t2<t3<t4 dir 128

Şekil 4.39. Farklı %Si saclar ile havuz içinde %Ni değişiminin kaplama

kalınlığına etkisi 132

Şekil 4.40. Çinko havuzunda Ni durumuna göre kaplama kalınlığı değişimi 133

Şekil 4.41. Galvaniz banyo içeriğine göre a) Al, b) Pb, c) Sn, d) Cu, e) Ni

kaplamanın mikro grafikleri 135

Şekil 4.42. Çinko sıcaklığının demir çözünüm oranına etkisi 136

Şekil 4.43. Demir kaybı oranının sıcaklıkla değişim grafiği 137

Şekil 4.44. Islak Depolamadan kaynaklanan problemleri önlemek için istifleme

yöntemi 139

XVII

SİMGELER VE KISALTMALAR Rm :Çekme Dayanımı

Rp0,2 :Akma Dayanımı

A :Boyca Uzama (%)

Ra :Yüzey Pürüzlülüğü

σ :Normal gerilme

τ :Teğetsel gerilme

Yσ :Elastiklik sınırı

TSE :Türk Standartları Enstitüsü

ASTM :American Society for Testing and Materials

SDG :Sıcak Daldırma Galvaniz

C :Karbon

Mn :Mangan

P :Fosfor

S :Kükürt

Si :Silisyum

Al :Alüminyum

Cu :Bakır

O :Oksijen

H :Hidrojen

Ca :Kalsiyum

Ti :Titanyum

V :Vanadyum

Cr :Krom

Ni :Nikel

Mo :Molibden

Sn :Kalay

Fe :Demir

Zn :Çinko

Pb :Kurşun

1. GİRİŞ DERYA YALUK

1

1. GİRİŞ

Korozyon sonucu kaybedilen metal, kendi maliyetinin çok üstünde ekonomik

kayıplara neden olmaktadır. Diğer taraftan korozyon kayıpları yalnız demir ve çelik

endüstrisini değil, yapılmakta olan bütün yatırımların verimini etkilemekte ve ülke

ekonomilerini ilgilendiren bir konu olmaktadır.

Gerekli önlemler alınmadığı için her yıl dünyada büyük boyutlarda korozyon

kayıpları meydana gelmektedir. Atmosfer etkisinde kalan araçlar, köprüler,

korkuluklar, direkler, enerji nakil hatları, depolar vb. su ve yeraltına konulmuş olan

boru hatları, tanklar, iskeleler, gemiler, dubalar, baraj kapakları, cebri borular vb.

başta alet ve ekipmanlar olmak üzere endüstrinin çeşitli dallarında kullanılmakta olan

kazanlar, borular, ızgaralar, elektrik makineleri vb. metalik yapılar beklenenden daha

kısa süreler içerisinde korozyon nedeni ile kullanılmaz hale gelmektedir

Dünya’da çelik üretimi, teknolojinin gelişmesiyle birlikte hızlı bir şekilde

artmaktadır ve birçok araştırma merkezleri çeliğin daha uzun süre nasıl

korunabileceği üzerine çalışma yapmaktadırlar ve araştırmalar göstermektedir ki

“Sıcak Daldırma ile Galvanizleme” korozyona karşı direnç elde etme işlemi diğer

metotlarla kıyaslandığında çok daha avantajlar sağlamaktadır.

Çinko banyosundan çıkan saf çinko kaplanmış malzeme, O2, Nem ve CO2 ile

reaksiyona girerek kaplama yüzeyi, 3Zn(OH)2.ZnCO3.H2O şeklini alır ve

kaplamadaki çinkonun yüzeyden çok yavaş bir şeklide çözünmesiyle çeliği uzun

yıllar yaklaşık 50-80 yıl arasında korur (Thicker Hot Dip)

Literatür araştırıldığında galvanizlemeye etki eden birçok faktör olduğu

görülmüştür. Çeliklerin çoğu Karbon (C), Fosfor (P), Magnezyum (Mn),

Silisyum(Si), Sülfür(S), Krom(Cr), Nikel (Ni) vb. malzemeler içerir ve bu elementler

çeliğin karakteristik özelliklerini belirler. Bu nedenle kaplamaya ciddi anlamda etki

ettiği bilinmektedir.

Çeliklerin çinko kaplanmasında (galvaniz) standardın gerektirdiği veya

müşterinin talep ettiği kaplama kalınlığına ulaşmak kalitenin temini için en önemli

kriterlerden birisidir. Tipik bir galvaniz tabakası dört katmandan meydana

gelmektedir. Bu katmanların kalınlığı kaplamanın kalitesini belirlediği gibi aynı

zamanda çinko sarfiyatını, dolayısıyla işlem maliyetini de doğrudan etkiler. Çünkü,

1. GİRİŞ DERYA YALUK

2

çinko fiyatının 3250 $/ton gibi yüksek seviyelerde olduğu günümüz şartlarında

Çinko sarfiyatı toplam maliyet içinde % 54-62 oranındadır. Bu nedenle, çinko

sarfiyatında yapılabilecek iyileştirmeler toplam üretim maliyetlerini oldukça aşağı

çekerek firmaların rekabet gücünü artıracaktır (A. Taşkın).

Çalışmamızda öncelikle C, Mn, P, S, Si, Al vb. element katkılı çeliklerin

kaplamaya etkisi araştırıldı. Kimyasal kompozisyonlarından %Si değerleri farklı

olmakla birlikte diğer element değerleri birbirine yakın 12 adet çelik sac kullanılarak,

455 o C sıcaklığında 120 sn daldırılarak Sandalin pikinin görüldüğü aralık tespit

edildi.

Fosfor etkisi araştırıldığında, Si oranı (%0.018-0.025) sabit tutulup P oranı (

%0.008-0.035) aralığında değiştiğinde; granül şeklinde görünüş elde edildi. Fosfor

oranının artmasıyla kalınlık artışı ve kaplama kalitesi araştırıldı.

Farklı kompozisyonlardaki çelikler birçok ön işlemlerden geçirilerek daldırma

sonunda kaplama özellikleri araştırıldı. Havuzların kimyasal içeriklerinin kaplama

etkisi, pasivasyonun yüzeye etkisi, banyo sıcaklığının kaplamaya etkisi, soğuma

hızının kaplama yüzeyine etkisi araştırıldı.

Çelik sacın yüzeyine uygulanan mekaniksel işlemlerin kaplamaya etkisi

araştırıldı. Yüzeyler asitleme, parlatma, zımparalama, kumlama işlemlerinden

geçirildi. Yüzey pürüzlülük ölçümleri yapıldı

Sıvı çinko içinde genellikle Kurşun (Pb), Alüminyum (Al), Demir (Fe),

Kalay(Sn), Nikel (Ni), Bizmut(Bi) elementler yer alır ve diğerleri daha az önem taşır.

Bunlardan her biri ya da bunların ikili ya da çoklu kombinasyonları özel

reaksiyonların etkisiyle çok yaralı olabilecek çinko tabakaları oluşmasını sağlayabilir

ve kaplama morfolojisini etkileyebilir. Deneyler serisinde bu elementlerin etkisi

araştırılmıştır. Çinko banyosunda ortalama 350 ton sıvı çinko olduğundan banyodaki

elementlerin yüzde oranlarını değiştirmek için ciddi bir maliyet gerekmektedir. Bu

nedenle portatif bir havuz hazırlandı ve havuz içine daldırılarak istenilen elementleri

kaplamaya etkisi araştırılmıştır.

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Derya YALUK

3

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR

Christoph P. ve Siegfried R. (1976), Sıcak daldırma galvanizle elde edilen

çinko kaplamanın yapısındaki Fe, Zn ve Al elementlerinin dağılımını incelemişler.

Bu çalışmada Fe, Zn ve Al elementlerinin reaksiyon boyunca mümkün olabilecek

dağılımlarını anlamaya çalışmışlar. Kaplama kalınlığının sıcaklıkla değişimi

incelenmiş, daldırmadan sonra soğuma hızının etkisi araştırılmış. Kaplamadan sonra

200 o C ve 380 o C de tavlanan kaplamanın yapısı incelenmiş. Sıvı çinko içinde

yeralan Al oranına göre oluşan FeAl, Fe2Al5, FeAl3 tabakalar ve bunların oluşum

nedenleri araştırılmış.

Kozdras M. S. ve Niessen P. (1990), Silisyum içerikli çeliklerin daldırma

galvanizleme işlemi sonunda yüzeye etkisi araştırılmış. Daldırma galvanizleme

işlemi boyunca Fe-Zn kaplamasının oluşumunda silisyum elementinin nüfuz etme

mekanizmasını anlamanın işletmeler için büyük önem taşıdığını düşünmüşler. Bu

çalışmada kristalografik düzenlenim, alt tabaka yüzey oksitlenmesi, gerilim(strain)

enerjisi ve bir reaktif kaplamanın topografısi üzerinde durulmuş. Bu çalışma

sonucunda, alt tabaka oksitlenmesi ve topografisinin silisyumun aktivitesine en

önemli etkiyi gösterdiği literatürdeki çalışmalarla paralellik göstermiş. Yine bu

çalışmada çelik yüzeyinde çok düşük seviyelerde silisyum elementinin bulunması

durumunda, çeliğin reaksiyonda aktif olmadığı ve kaplama düzenleniminin

önemsenmediği araştırmalar sonucunda gözlenmiştir.

Gambrell J.W. (1987), Gambrell’in bu çalışmasında galvanizleme işleminin

bütün aşamalarına değinilmiş. Çeliğin çinko banyosuna daldırılmasıyla reaksiyonun

başladığını ve bu reaksiyonda bir seri Fe-Zn ara metalik katman olan fazların

başladığını görmüşler. Çelik yüzeyinin kaplamaya hazırlanırken önce çelik yüzeyi

alkalin azaltma, asit banyosu, daha da sert atıkların yüzeyden temizlenmesi ve

fluxlama gibi bir seri temizleme işlemlerinden geçirilmiş. Kaplama kalınlığına ve

yapısına etki eden faktörlerin çeliğin kimyasal bileşenleri, çinko banyosu sıcaklığı,

çelik yüzeyinin durumu ( tane büyüklüğü, gerilimler, mikro yapı, pürüzlülük), çinko

banyosunun kimyasal bileşenleri, çinko banyosundan sonra soğuma oranı olduğu

çalışmaları sonucunda gözlenmiş. Çeliğin yapısındaki elementlerden Silisyum,


4

Fosfor, Karbon ve Manganının (konsantrasyona bağlı olarak) kaplama kalınlığına

etki eden elementler olduğu gözlenmiş. Bunlardan en önemli elementin Silisyum

olduğu görülmüş. Gambrell, iki ayrı çinko banyosu sıcaklığında zamanla kaplama

üzerinde silisyum artışını gözlemiş. Ayrıca genel olarak galvanizleme işlemi için

çelik yapısında bulunan elementlerin yüzdelerinin Si:%0.05, P:%0.05, C:%0.25,

Mn:%1.3 şeklinde olması gerektiğini bildirmişler. Çinko havuzuna atılacak

safsızlıkların önemli derecede kaplamanın görüntüsünü etkilediğini görmüşler.

Genellikle çinko havuzunda içerisinde %1.4 Pb, %0.2 Cd, %0.05 Fe ve minimum

%98 Zn bulunan 1. kalite çinko külçeleri atılması gerektiğini belirtmişler.

Vourlias G., Pistofidis N., Stergioudis G., Tsipas D. (2003), Bu çalışmada

galvaniz banyosuna eklenen elementlerin, galvaniz kaplamanın özellikleri üzerinde

ve kristalleşme davranışı üzerindeki etkilerini araştırmışlar. Havuza eklenen katkı

elementlerin çeşidine ve konsantrasyonuna bağlı olarak Fe-Zn fazlarının

kristalleşmesini etkilediğini görmüşler. Oluşan fazlar SEM’le ve kaplamadaki

elementler X-Ray de incelenmiş. Katkı elementleri çok etkili bir biçimde

morfolojiyi, kinetiği ve galvanizleme işlemi boyunca çinko kaplamanın büyümesini

etkilediği görülmüş. Galvaniz banyosuna atılan külçe de Alüminyum, Kurşun, Bakır,

Nikel, Kalay, Kadmiyum kesinlikle bulunduğu ve bunların oranının çinko külçesinin

kalitesini belirlediğini belirtmişler. Külçedeki düşük konsantrasyonlu Al (%0.3’e

kadar) geniş ölçüde bazı fazların oluşmasını engellediği ve kaplamanın mikroyapısını

önemli ölçüde değişikliğe uğrattığı gözlemlenmiştir. Ayrıca Cu, Sn ve Cd’nin

nispeten yüksek konsantrasyonu (%1-2) önemli ölçüde kaplamanın yapısını ve

görüntüsünü etkilediğini gözlemlemişler.

Chen Z.W., Kennon N.F. ve ark.(1992), Bu çalışmada sıcak daldırma ile

galvanizleme yöntemiyle Teknigalva işlemi ve diğer gelişmeler üzerinde durmuşlar.

%0.1 Si içeren aktif çeliğin daldırıldığı havuza nikel eklenmesi işlemine teknigalva

denir. Teknigalva işlemi uzun zamandır bilinen bir teknik olmasına rağmen, farklı

miktarlarda çinko havuzuna Nikel elementi ekleyerek davranışlarını izlemişler.

%0.1-0.4 aralığında Si içeren reaktif çeliğin daldırılmasıyla elde edilen ara tabaka

alaşımları çok hızlı büyür ve aşırı kalın kaplamanın oluşmasına neden olur. %0.06

Si’li Çelikle yapılan kaplama kalın ve süreksiz bir zeta fazı oluştuğunu ve 500 oC’de


5

daldırılan çelik Zn ile hızlı bir şekilde reaksiyona girdiği ve bu hızlı reaksiyon

sonucunda kaplama yüzeyinin mat olduğu gözlenmiş. %0.38 Si’li çelik ile yapılan

kaplamada kalın ve süreksiz zeta, bir eta ve delta fazları oluşuyor. %0.06 Al

eklenmesiyle ara tabakaların oluşum sırasının değiştiği belirlenmiş. Havuza Ni

eklenmesi ile daha güzel bir yüzey görüntüsü, daha ince, daha parlak kaplamalar elde

edilebileceğini belirtmişler.

Taşkın A. (2006), Çelik bileşimindeki Silisyum ve Fosfor kaplama kalınlığını

artırarak mat görünümlü, bazı hallerde de kırılgan bir tabakanın oluşmasına neden

olduğunu belirtmiştir. Bu olumsuzluğu ortadan kaldırmak için kullanılan iki

yöntemden birisi Çinko banyosu içine bir miktar Nikel ilavesi, diğeri de kaplanan

çeliğin bileşiminin değiştirilmesi gerektiğini belirtmiş. Silisyumlu çeliklerde dalış

zamanı kısaltılarak kaplama kalınlığı kontrol edilmeye çalışılsa da bu yöntem tam

olarak istenilen sonuca ulaşılamadığını çünkü bir dalışta her zaman aynı bileşimde

çelik olması mümkün olmadığını söylemiş. Ayrıca, dalışın eğimli yapılması ve

malzeme banyodan çıkarılırken yüzeyin temiz olması için yapılan diğer işlemler

kazanın kule (operatör) tarafında işlem zamanını artırdığından bu kısımda oluşan

kalınlık yine yüksek olacağını ifade etmiş. Toz halinde Nikel veya %1-2 Nikel içeren

çinko alaşımı kullanılarak Çinko banyosunun Nikel miktarı % 0,05 oranına ayarlanıp

Silisyum ve Fosforun kaplama kalınlığına etkisi engellenebileceği bu durumda Nikel

miktarının çok iyi ayarlanması ve kontrolü gerektiğini vurgulamış. Nikel uygulaması

özellikle çelik bileşimi bilinmeyen, farklı çeliklerin birlikte kullanılabildiği fason

malzemelerde kaplama kalınlığının kontrolü ve daha iyi bir yüzey elde edilebilmesi

için olumlu netice verdiğini bildirmiş.

Syahbuddin, Munroe P. R., Gleeson B. (1999), Bu çalışmada Fe/Zn, Fe/Zn -

%0.1Al ve Fe/Zn - %0.2Al çiftleri kullanılmıştır. Galvanizleme, malzeme 400°C

sıcaklıkta, 10 dakikadan 50 dakikaya kadar değişik sürelerde tutularak yapılmıştır.

Çinkoya alüminyum ilavesi ile Al’nin başlangıçta, engelleyici metaller arası bileşik

oluştuğu belirtilmiştir. Tutma süresi 30 dakikadan az olduğunda, üçlü çiftlerde, faz

büyümesini engelleyici bir delta/zeta bölgesel faz oluşumu görüldüğü ifade

edilmiştir. Bununla birlikte, tutma süresi 40 dakikadan daha fazla olduğunda, bu

fazın çözündüğü belirtilmiştir. Aynı zamanda, ikili çiftlerde büyüyen metaller arası


6

fazın, kısa zamanda zeta fazı tarafından bastırıldığı, ama 30 dakikadan daha uzun

sürede delta fazının baskın olduğu belirtilmiştir. Dolayısıyla, üçlü çiftlerde zeta ve

delta artış oranının tutma süresine bağlı olduğu ifade edilmiştir.

Elkoca O. (2001), Bu çalışmada biçimlendirme sırasında kaplamada ortaya

çıkan çatlama derecesinin, gama fazının varlığına, zeta/delta fazı oranına veya bu

fazlar içindeki Fe dağılımına bağlı olduğu ileri sürülmüştür. Fe-Zn fazları arasında

zeta fazının en sünek, delta ve gama fazlarının ise en gevrek faz olduğu iddia

edilmiştir. Kaplama, galvanizli sacların biçimlendirilme özelliklerini de önemli

ölçüde etkilediğinden dolayı kaplamanın sünek olması gereklidir. Ancak, zeta fazının

artan sürtünme gerilmeleri ile pullanmayı (kaplama kalınlığına yakın boyutta

partiküller oluşacak şekilde kaplama/çelik ara yüzeyinin ayrılması) artırabileceği

ifade edilmiştir. Bundan dolayı, bir kaplamada yüzeyde bir miktar zeta fazı ve ince

bir (≤1 μm) gama fazı ile ana bileşen olarak delta fazının bulunmasının hem

pullanma, hem de tozlaşma (kaplama kalınlığından daha küçük boyutta parçacıklar

oluşacak şekilde kaplama içindeki kırılma) dayanımını artıracağı ileri sürülmüştür.

Kaplamada en uygun yüzeyi sağlamak için mikroyapıyı oluşturan Fe-Zn fazları ile

birlikte kaplama kalınlığının da önemli bir faktör olduğu vurgulanmış.

Frazier K. S. (1964), Bu çalışmada sıcak daldırma galvanizleme işlemlerinde,

karşılaşılan problemler ve potansiyel problem teşkil eden etkenler üzerinde

durulmuş. Amerika Sıcak Daldırma Galvanizciler Birliğinin düzenlediği konferansta

yayınlanan “Sıcak Daldırma Galvanizlemeye Etki Eden Çeliğin Bileşimindeki

Modern Trendler” adlı makaledeki gibi galvanizlemeye uygun kabul edilen çeliğin

yapısındaki silisyum elementinin - ince, serbest çinko yüzlü bir tabaka oluşmasına

neden olan- hızlı Zn-Fe alaşımının büyümesine en önemli katkı sağlayan element

olduğu görülmüştür. Çelikte ki yüksek oranlı Si ile yapılan kaplamaların oldukça

kırılgan ve korunmasız ortamlarda çok çabuk renk değiştiren tabakalar olduğu

gözlemlenmiştir. Düşük silisyum içerikli çelik kullanılması ile serbest çinko yüzeyi

(esnek bir tabaka) oluşmuş ve çok pahalı olan daha yüksek%Si’içeren saca göre daha

çok talep gördüğü gözlemlenmiş. Bu çalışma sonuçlarından birinde normal kaplama

(Silisyum oranı düşük) etkili bir şekilde alaşımın büyüdüğü ve yüksek silisyum

içerikli çelikle kaplama yapıldığında aşırı alaşım büyüdüğü görülmüş. Galvanizleme


7

işlemi süresince kontrol edilmesi gereken işlemler düşük Si kullanıldığında, daha

kısa süre aside daldırma, daha düşük çinko banyo sıcaklığı, daha kısa süre daldırma

çok daha az önem arz ettiği belirlenmiş. Aynı çalışmada farklı kimyasal bileşime

sahip 5 farklı kalınlıkta levha alınmış( ≈1.5 mm, ≈3 mm, ≈4.75 mm, ≈6.3 mm ve

≈9.5mm) ve her levha 5 adet küçük parçalara bölünerek, her bir kalınlıktaki beş adet

levhadan biri 30 sn diğerleri sırayla 60 sn, 120 sn, 240 sn ve 480 sn galvaniz

banyosunda bekletilmiş. Deney sonucuna göre bütün levhalarla (25 adet) çok uygun

kaplamalar sağlanmış fakat 6.3mm kalınlığındaki levha ile çok hızlı bir şekilde çelik

yüzeyinde alaşım büyümüş ve diğer malzemelere göre daha fazla çinko kaplama elde

edilmiş. Bunun nedeninin 6.3 mm levhanın Si oranının %0.045 olmasına karşın

diğerlerinin %0.02 olmasından kaynaklandığı belirtilmiş. Ayrıca ilk 30 sn de 1

oz(≈28.35 g) kaplama oluşurken ikinci oz değerlerinin 2-6 dk sonra oluşabildiği

görülmüş.

Galvinfo note10 (2004), Bu çalışmada sürekli sıcak daldırma galvanizleme

işleminde Al’nin etkisi araştırılmıştır. Al’nin çinko banyosuna eklenmesi ile

korozyon performansını artırmadığı ancak çelik yüzeyinde kaplamanın oluşma

süresince kaplamanın çelik yüzeyine yapışmasının çok düzgün olacağı bildirilmiş. Al

etkisinin araştırılmasının yanında bu katkının eklenmesinin bu kadar önemli yapan

faktörler sürekli sıcak daldırma galvanizleme de araştırılmıştır. Çelik yüzeyindeki

kaplamanın çok iyi yapışması gerektiği 50 yıl önce banyoya çok az miktar Al

atılması ile biliniyor. Sürekli kaplama yapılan malzemelerde havuzdaki Al oranı

%0.15’dir. Havuzdaki Al oranı günümüzde çok rahatlıkla kontrol edilebildiği ve bazı

üreticilerin havuzdaki Al oranı %0.20-0.25 arasında tutuklarını aslında standart

aralığın %0.15-0.19 Al içermesi gerektiği çalışmada yer almış. Ayrıca çinko

banyosuna çeliğin daldırılması ile Zn-Fe (FeZn7) tabakası oluştuğu, bu tabakanın çok

kararlı olmadığı gözlenmiş. Al elementinin demir ile reaksiyonunun çinkodan daha

hızlı olduğu ve çeliğin çinko banyosuna daldırılması ile (0.15 sn içinde) Fe2Al5

tabakasının oluştuğu görülmüş. Bu tabakanın çok ince olduğu ve Zn ile Fe arasındaki

reaksiyonu yavaşlattığı tespit edilmiş. Bu tabakanın oluşmasından 2-4 sn sonra

oluşan ilk tabakadan çok farklı, alaşım oranları %45 Al, %35 Fe ve %20-35 Zn olan

Fe2Al5-xZnx oluştuğu bildirilmiş.


8

Foct J., Perrot P., Reumont G. (1993), Bu çalışmada galvanizleme

reaksiyonunda silisyumun rolü; enerji, morfoloji ve termodinamikler temel alınarak

açıklanmaya çalışılmış. Galvanizleme sırasında alt tabaka olan çelikten çinkoya

doğru Г,δ,ζ ve ηZn fazlarının oluştuğu ve difüzyonun etkisiyle büyümenin kinetiği

kabaca t ’ye göre değişmekte olduğu belirtilmiş. Çok iyi bilinen Sandalin etkisi

çeliğin yapısındaki Si artıkça t ’ye göre değişiminin tamamıyla değişiklik

gösterdiği ve çok hızlı bir şekilde Si ile öldürülmesi ile elde edilen, Sandalin etkisi

gösteren çeliğin endüstriyel açıdan çok önem teşkil ettiği ifade edilmiş. Kaplama çok

kalın veya çok ince, görüntü çok kötü, korozyon direncinde azalma ve pullanma

oluşabileceği belirtilmiş. Mikroskobik çalışmalar sonucunda Sandalin etkisinin şu

sonuçları ortaya çıkardığı vurgulanmış.1) Çeliğin aktivitesi, çelik yapısındaki Si

oranına bağlı olarak kalınlığın değişmesine neden olur. 2) Büyüme kinetiği Si

miktarına bağlı olarak parabolik difüzyon tipinden doğru (düz) şekline değişir. 3)

Kaplamanın kalın olmasından sorumlu olan bir δ1 +FeSi ikili fazı oluşurken ve Si

miktarı artarken δ1 fazının kalınlığının azalması kaplamanın morfolojisini

değiştirdiği ifade edilmiş. Bu çalışma için çelikteki Si oranları %0.01-0.4 aralığında

değişen 5 adet malzeme A ile E aralığında adlandırılmış. Çelik A (Si %0.07 den az)

“düşük-Sandalin”, çelik B ve C ( ≈ %0.07) Sandalin, çelik D ve E (%0.167, %0.367)

“hiper-Sandalin” olarak adlandırılmış. Örnekler galvanizlemeden önce klasik yüzey

temizleme, fluxlama işlemlerinden sonra 450 0C de 9 dk. daldırılmış. Galvaniz

tabakasının mikro yapısını incelemek için örnek kesilmiş ve silinerek 1 μm’e

indirilmiş. Kaplamanın farklı tabakaları arasındaki ara yüzeyler %4 Nital solüsyonu

içinde kimyasal dekapaj işlemiyle açığa çıkartılmış. Sonuç olarak galvanizli

malzemelerin SEM’den görüntüleri alınmış ve Si oranına karşı grafiği çizilmiş.

Reaktif çeliğin aynı sıcaklık, aynı daldırma süresinde kaplama kalınlığının güçlü bir

şekilde çeliğin morfolojisine bağlı olduğu deney sonuçlarında görülmüş. Yaklaşık

%0.07 Si içerikli çelikte nispeten ζ tabakası önemli artış gösteriyor ve Sandalin piki

gözleniyor. Si oranı %0.1’den fazla olduğunda oldukça kalın ζ tabakası ve δ1+ ζ fazı

oldukça iyi FeSi çökelmesi oluşuyor. Bu deney sonucunda galvaniz reaksiyon


9

kinetiğinin düşük-Sandalin çelik için t ile orantılı olduğu, hiper-Sandalin çeliklerde

başlangıçta t ile orantılı değiştiği ispatlanmış.

Prof. Habraken L. (1979), Bu çalışmada sadece Si elementi ve sadece bir çeşit

yüzey baz alınarak bir seri testler yapılarak hangi reaksiyonların oluştuğuyla ilgili

çalışmalar yapmıştır. Çeşitli Si içerikli çeliklerle yapılan deneylerde Si miktarına

bağlı olarak kaplama kalınlığının değiştiği gözlenmiş. Si katkılı çelikler havuzda 460 0C’de 5 dk bekletilerek elde edilen örneklerden %0.05-0.1 Si katkılı çeliklerle kalın

kaplama oluşmuş. Bu aralıkta ilk anormal pikin oluştuğu ikinci pikin ≈ %0.4 Si

civarında oluştuğu ve bunun literatürde Sandalin piki olarak adlandırıldığını ifade

edilmiş. 460 0C’de gözledikleri bu davranışın 490 0C, 520 0C ve 550 0C’de farklı

davranışlar gösterdiğini gözlemlenmiş. 490 0C’deki davranış 460 0C’deki davranışla

benzerlik gösterebildiği ancak difüzyon oranın oldukça yüksek olduğu, daha büyük

tabakaların oluştuğu görülmüş. Bu durum düşük Si katkılı çelik (%0.01) ya da

yüksek Si katkılı çelik (%0.35) içinde doğrulanmış ancak orta seviye Si içerikli

çelikler (%0.05-0.1) için geçerli olmadığını belirtmiş ( kaplamanın yapışmasının

zayıf olması, kaplamanın kalınlığında önemli değişikliklerin olmasına neden

olmaktadır). 460 0C bütün silisyum içerikli çeliklerin dış tabakasında η fazı

oluşurken 520 0C’de dış tabaka da δ ve η iki fazın bileşimden oluşur ancak Si oranı

%0.05-0.1 olan çeliklerde anormal büyüme gerçekleşir. 550 0C’de bütün çeliklerin

kaplamaları kesinlikle çok kalın olmuş. Ayrıca yüksek ve düşük Si içerikli çeliklerin

büyümesinin parabolik ancak %0.05-0.1 Si içerikli çeliklerin davranışının 520 0C de

ki büyüme eğilimde olduğunu görmüş. 460 0C’de %0.083 Si içerikli çelik (Sandalin

tipi) galvanizlendiğinde çinko fazlalığının olduğu bölgede Si oluştuğunu elektron

mikro grafiğinde (x2000) görmüş. Elektron mikro grafiği (x4000) kullanıldığında η

bölgesi ile ζ bölgesi arasında açıkça çok fazla miktarda küçük parçacıkların (Fe, Si)

olduğu grafikten okunmuş. %0.37 Si içerikli çelik 460 0C’de galvanizlendiğinde

oldukça karmaşık bir yapının açığa çıktığını ( δ, ζ ve Δdifüzyon tabakaları ) iyon

çözümleyicide bu bölgenin Si, Mn ve Fe’ce zenginleşmiş olduğunu fark etmiş. 460 0C’de %0.02 Fe ile doyurulmuş banyoya, %2.6 Si içerikli çelik 5 dk daldırıldığında δ

fazında %0.33 Si oluştuğunu ve η fazında güçlü FeSi parçacıklarının olduğu

gözlemlenmiş.


10

Vazquez Vaamonde A. J. Ve De Damborenea Gozalez (1991), Bu çalışmada

Silisyumla öldürülen çeliklerin, Al ile öldürülen çeliklerden daha sert yüzeyler

oluşturduklarını ve mekaniksel özelliklerinin özellikle tek yönlü deformasyonlarının

daha iyi olduğu bildiriliyor. Bununla birlikte Al ile bastırılmış (öldürülmüş) her iki

yönelimde deformasyon için daha iyi karakteristik özellikler sağladığını ve böylece

bu katkılı galvanizlemeler saclarda tercih edilirken, Si katkılıların yapı çeliklerinde

kullanıldığını bildirmişler. Si<%0.03 katkılı çelikler çok iyi galvanizlenir,

%0.03<Si<%0.11 aralığında ki çeliklerle yapılan kaplamanın çok kalın olduğunu ve

bu bölgenin tamamıyla Sandalin bölgesi olduğu bildirilmiş. %0.2<Si<%0.6

aralındaki çekiler yüksek dirençli yapı çeliklerinde kullanıldığı ayrıntı olarak

verilmiş. Sandalin etkisinin formülü, PSiAktivite %5.2% += olduğu literatürden atıf

yapılmış. Kaplamaya etki eden faktörlerden daldırma zamanının ve sıcaklığın etkisi

araştırıldığında; 450-470 oC aralığında daha düşük parabolik, 480-510 oC aralığında

lineer aralık olduğu görülmüş Banyodan çıkarma zamanının artması açıkça

kaplamanın kütlesinin artmasına neden olduğu ve bunun nedeninin çinkonun

süzülmeye (drenaj) zaman bulamaması olduğu belirtilmiş. Bundan yola çıkarak

Sandalin (kalın tabaka oluşma) etkisini azaltmanın bir yolunun da temas süresini çok

azaltmak olduğu ifade edilmiş. 420 - 430 oC düşük banyo sıcaklığında daldırma

yapıldığında kaplama kalınlığı çok düşük olduğu görülmüş (20μm). Buna karşın

yapışma ve korozyon direncinin yeterince iyi olduğu test edilmiş. Çinko havuzuna

%0.01 Al eklenmesi; öncelikle havuzun yüzeyinin oksitlenmesini azaltır,

malzemelerin parlak görünmesini, tabaka alaşımlarının yavaşça oluşmasını sağlar.

Kozdras M. S. Ve Nıessen P. (1989), Silisyumla öldürülmüş çelik %0.005-0.15

aralığında Si içerdiği , %0.1 civarında Si içeren kaplanmış çeliğin çinko hacminin

büyük çoğunluğunun tuzaklar içerdiği ve bundan dolayı yer yer çatlaklardan oluşmuş

kaplamanın oluştuğunu bildirmişler. Ayrıca galvanizcilerin ortak probleminin, bu

çeşit kaplamalar da aşırı çinko tüketimi, zayıf kaplama yapışkanlığı ve görünüş

bozukluğu olduğunu eklemişler. 25x50 mm genişliğinde 2.5mm kalınlığında sıcak

haddelenmiş sac 2, 4, 8, 16, 32 dk 450 oC de demir ile doyurulmuş çinko banyosuna

daldırılmış. Örnekler galvanizleme sonucunda oluşan yapıyı korumak için banyodan

çıkartıldıktan sonra pasivasyon işlemine tutulmuş. Örnekler fluxlamadan ve


11

galvanizlenmeden önce tartılmış ve kaplandıktan sonra %25 hacimli HCl asitle

yüzey soyulup, soyulan çinko kaplama tartılmış. Galvaniz kaplaman bütün

özelliklerini gözlemlemek için çok çeşitli dağlama yöntemler olduğu ve bunlardan

%2 Nital, Kromik asit etch/wash ve Ion demeti ecth en önemli 3 yöntem olduğu

bildirilmiş. Sıcak daldırma galvanizlenmiş Fe(Si) alaşımları çok keskin Sandelin tipli

davranış göstermiş. Kısa süreli daldırma zamanlarında kararlı ve aktif yapı arasındaki

reaksiyon oranında farklılık oldukça az ve silisyum seviyesiyle demir azalması

görülmesi sabit olduğu görülmüş. Ancak kısa daldırma zamanına rağmen kaplamada

reaktif bölgeler hemen oluşmuş. Yaklaşık %0.03 üzerinde Si içeren çeliklerde demir

kaybı hızlıca artar. Galvaniz kaplama oluşumunda en çok demir zenginleşmesi Г

fazı olan tabakada görülmüş. Düşük Si konsantrasyonlu Fe(Si) alaşımında ( %0.005,

%0.021 Si çeliklerde) oluşan Г tabakası sütuna benzer bir morfoloji ile kararlı sürekli

bir yapı olarak büyür. Eğer çelikteki Si oranı %0.2’yi geçerse Г fazı özellikle

kaplamada görünmez ancak demir yüzeyine çok yakın bölgelerde birkaç izole olmuş

taneler oluştuğu gözlemlenmiş.

Pelerin J., Hoffmann J. Ve Dr. V. Leroy (1981), Bu çalışmada yumuşak

çeliklerin ticari amaçlı galvanizlenmesinde silisyumun ve fosforun etkisi araştırılmış.

Yarı öldürülmüş ve tam öldürülmüş çeliklerde reaksiyon boyunca Silisyumun ve

Fosforun ayrı ayrı mı yoksa birlikte mi etki ettiği ve bunların kompozisyon

oranlarının neler olduğu araştırılmış. Diğer değişkenler sabit tutulup Si oranın

artması durumunda oluşan bu kalitedeki çeliklerin hatalı yüzey görüntüsüne sahip

aşırı kalın tabakalı bir oluşuma doğru yöneldiği deneyler sonunda görülmüş. Ayrıca

grimsi ve taban yüzeye kötü yapışma sağladığı ifade edilmiş. Fosforun Fe-Zn ara

katmanlarının oluşma kinetiğine etki edip etmediği araştırılmış. Silisyum miktarının

neden olduğu Sandalin piki, kaplamanın daha kalın ve ζ + η fazlarının bir karışımı

olan tabaka oluşturduğu, dış tabaka olan η tabakası uzun süre görülmediği

belirtilmiş. Yarı öldürülmüş bir çeliğin galvaniz kaplanmasıyla bu fazın kayboluşuna

bağlantılı olarak, grimsi görünüş oluşturduğu açıklanmıştır. Yüksek Si

konsantrasyonun da normal fazın oluşma sırasının tamamen değiştiği; δ fazında bir

azalma, ζ fazında aşırı büyüme ve Δdiffuse olarak adlandırılan yeni bir fazın oluştuğu

görülmüş. Birçok çalışmada belirtildiği gibi, karbon çelikler için Si elementinin


12

oranının önemli olduğu kadar galvanizlemenin düzgün oluşması için fosforun

etkisinin de büyük önem taşıdığı bu çalışmada da ispatlanmaya çalışılmış. Fosforun

Fe-Zn reaksiyonunu hızlandırdığı biliniyor. Fosfor oranının artmasıyla kalınlık artar

Γ fazı kaybolur (konsantrasyon %0.058 ulaştığında). Yapılan deneylerden birinde P (

%0.017-0.25) sabit tutulup Si(%0.005-0.05) oranı değiştirildiğinde; grimsi görünüş

elde edildiği ve Si04.0%≥ oranında önemli ölçüde kalın bir tabaka oluşurken

kalınlık-Si oranı grafiğinde Sandalin piki görülmüş. Si oranı (%0.018-0.025) sabit

tutulup P oranı ( %0.008-0.035) aralığında değiştiğinde; granül şeklinde görünüş, C,

S, Mn veya Si oranları değiştirildiğinde görülmeyen düzensiz kalınlıklar oluştuğunu

ve kalınlık-P oranı grafiğinde Sandalin piki görülmüş. P ≈ %0.02-0.03, Si ≈ %0.025

aralığında oluşan kaplamada yer yer kötü yüzeyler, ζ + η fazlarının bir karışımı olan

Sandalin tipi bir yapı oluştuğu görülmüş. Bu deney sonuçlarıyla büyüme kinetiği

(kalınlık) eşitliğinin PSi %5.2% += şeklinde olduğunda kaplamanın düzgün

büyüyeceği ispatlanmış. 460 oC’de eşitlik 31090%%5.2% −<+ xPSi olduğunda

düzgün kaplama oluşmuş. Açıkça Si ve P oranlarının sırasıyla %0.04 ve %0.08 dan

az olan konsantrasyonlar tercih edileceği ifade edilmiş. Galvanizlemeye Si

konsantrasyonunun etkisi kadar galvaniz banyosuna Al eklenmesi, sıcaklığın ve

fluxlama banyosunda parçaların ön ısıtmasının daldırma zamanının kontrol

edilmesiyle de galvaniz kaplama tabakalarının özelliklerine etkiler görülmüş.

Marder A.R (2000), bu makalede galvanizleme ile ilgili yayınlanan bilimsel

çalışmaların çoğu gözden geçirilerek pratikte çinko kaplanan çeliğin metalürjik

değişimleri araştırılmış. Çinko banyosuna eklenen Al elementi ile ticari değeri olan

galvaniz, galfan, galvalume gibi üç tip kaplamanın özellikleri araştırılmış. Ayrıca bu

kaplamaların alt tabaka ile ara yüzey arasında oluşan kompleks reaksiyonlar

incelenmiş. Alt tabaka çeliğin kompozisyonunun bu reaksiyonlara etkisi araştırılmış.

Galvaniz(<%1 Al), galfan (%5 Al), galvalume (%55) kaplamalarının morfolojisi

araştırılmış. Bu kaplamaların mikro yapısının korozyon, şekillenebilme,

kaynaklanabilme ve boyanabilme gibi önemli özellikler üzerine etkisi araştırılmış.

Çinko kaplanan bir çelik 1) kaplama alaşımı 2) alt tabaka çelikle kaplama arasında

ara katmanlar 3) alt tabaka çelikten oluştuğu ve her bir bölgenin banyo sıcaklığından,

daldırma zamanından, hem alt tabaka çeliğin kimyasından hem de çinko banyosunun


13

kimyasal bileşiminden etkilendiği belirtilmiş. Banyoya düşük oranda Al eklenmesi

ile kaplamanın parlaklığının arttığı, çinko banyosunun oksitlenmesinin azaldığı ve

kırılgan Fe-Zn fazının esnek olmasının sağlandığı görülmüş. Galvaniz banyosuna

%0.1-0.3 arasında Al eklenmesi ile Fe-Zn ara yüzey bileşiklerinin yavaşça oluşarak

daha düzgün yüzeylerin oluştuğu görülmüş.

Nishimura K., Kishida K.And Odashima H. (1992), Bu çalışmada bazı tip

çeliklerin çeşitli yüzey şartlarıyla sıcak daldırma galvanizleme ve galvaniz tavlama

mekanizması araştırılmış. Bu çalışmada sıcak haddelenmiş Al ile söndürülmüş çelik

saclar ve Si eklenmiş çelik saclar kullanılmış. Yüzey şartlarındaki birçok faktörün

(atıkların miktarı, yüzey pürüzlülüğü ve mekaniksel ön işlemler) galvanizleme ve

galvaniz tavlamayı etkilediği görülmüş. Al ile söndürülmüş çelik sac üzerinde Zn

kaplamanın yapışmasında ve görünüşünde uygun asitle temizleme (pickling)

işlemleriyle daha iyi sonuçlar alınmış. Alt tabakanın Zn ile reaksiyonu ön hazırlık

yöntemlerine bağlı olduğu ve sıcak daldırma boyunca sıcak haddelenmiş sacın

mekaniksel zımparalama ve yüzey temizleme (skinpass) ön işlemleriyle Zn-Fe

reaksiyonunu artırdığı görülmüş. Bu mekaniksel ön işlemlerin yüzeydeki plastik

gerilmeyi artırdığı bildirilmiş (yapıda bozulmalar meydana geliyor). Özellikle yüksek

Si eklenmiş sıcak haddelenmiş saclara zımparalama ön işlemi uygulanması galvaniz

ve galvaniz tavlamayı daha uygun hale getirmiş. Ayrıca çeliğin sıcak haddelenmiş ya

da soğuk haddelenmiş olması da galvanizlemeyi etkilediği bildirilmiş. Sıcak

haddelenmiş çelik saca çeşitli mekaniksel işlemler 90 oC ‘de %8 konsantrasyonlu

hidroklorik asitle temizlendikten sonra zımpara, taşlama, fırçalama, elektriksel

parlatma (elektropolishing) uygulanarak yüzey şartlarının etkisi araştırılmış. Soğuk

haddelenmiş sacın sadece yağı alınmış. Örnekler 30-60 sn H2 15%-N2 karışımlı

gazda (550-600 oC) bekletilmiş ve %0.15-0.2 Al içeren 450 oC erimiş Zn banyosunda

3-30 sn sıcak daldırılmış ve kaplama ağırlığı 135 g/m2 olduğu görülmüş. Alaşımlı

örneklerle yapılan deneylerde 60 g/m2 kaplama kalınlığı görülmüş. Al ile

söndürülmüş sıcak haddelenmiş çelik saclar farklı asit daldırma sürelerinden sonra

450 oC de %0.2 Al içeren çinko banyosuna daldırılmış. 30 ile 120 sn arasında uygun

asit daldırma zamanında Zn kaplamasının görünüşü ve yapışkanlığı artmış.

Asitlemeden sonra(pickling) kaplamanın görünüşü, yüzey şartlarının değişmesinden


14

dolayı etkilenmektedir. Çünkü yüzey pürüzlülüğü, tortu ve leke miktarı

değişmektedir. Bunlar Al ile öldürülmüş sacda 30-150 sn aralığında hemen hemen

hiç görülmemektedir. Bu aralıkta galvanizlemeye etki eden en önemli faktörün yüzey

pürüzlülüğü olduğu görülmüştür. Atıklar ve lekelerin temizlenmesi için en uygun

daldırma zamanı olan 60 sn de çeşitli yüzey iyileştirici işlemler yapılmış, kaplama

daha iyi görünmeye başlamış. Yüzey pürüzlülüğünün küçük bir aralığında Zn

kaplama tabakasında Fe miktarı yüzey pürüzlülüğünün azalmasıyla yavaşça artmış.

Asitlemeden sonra taşlama ve asitlemeden önce temper haddeleme işlemleriyle

eriyik çinkonun alt tabakayla reaksiyona girmesinin artmasından dolayı sadece

asitleme ya da sadece elektriksel parlatma yöntemlerinden daha iyi sonuçlar elde

edildiği bildirilmiştir. Yapıda Fe atomlarıyla kısmen yer değiştiren Si atomları

yüksek mukavemetli çelik sac oluşmasına neden olduğu bildirilmiş. Si katkılı çelik

sacların çok zor galvanizlendiği yüzeyde sık sık kaplanmamış bölgelerin olduğu

gözlenmiştir. Soğuk haddelenmiş çelik saclar, sıcak haddelenmiş çelik saclara göre

nispeten daha yumuşak ve daha aktif yüzeylere sahip olduğu ve Zn kaplama

görünüşünün daha iyi olduğu ve eriyik çinko ile alt tabaka ara yüzeyindeki

reaksiyonunun sıcak haddelenmiş çelik saclara göre daha kolay oluştuğu gözlenmiş.

Düşük karbonlu çelik sacların yüksek karbonlu çeliklere göre daha aktif bir yüzeye

sahip olduğu bildirilmiş. Si ve P katkılı çelikler de, Zn kaplama sırasında Fe

çözülmesi oldukça zayıf olduğu gözlemlenmiş.

Rıchards R. W. (1992), Bu çalışmada aktif çeliklerin, çelik yüzey kimyasal

kompozisyonu ile galvanizleme arasında ilişki kurulmaya çalışılmıştır. Başlangıçta

alt tabaka çeliklerini Si ve P konsantrasyonuna göre sınıflandırmışlar. Bu

sınıflandırmayı iki elementin endüstride yüksek aktiflik sağlayan elementler

olduğundan yola çıkarak yapmışlar. X-ışını foton elektron spektroskopu (XPS) ile alt

tabaka yüzey analizleri yapılmış ve ön işlem olan asitlemenin, yüzey pürüzlülüğün

ve alt tabakanın tekrar daldırılmasının etkileri analiz edilmiş. Bu çalışmada Si katkılı

çeliklerle galvanizlemenin kinetiği ve enerjisinin tahmin edilemediği görülmüştür.

İstenmeyen kalın kaplama oluşmasına neden olan bu tür çeliklerle (hem göze hoş

gelmeyen yüzey bozukluğu hem de çok alaşımlılık oluşuyor) çalışmada çok zorluklar

çıktığı belirtilmiş. C % 0.0047-0.194 aralığında, Si % 0.001-0.36 aralığında, P %


15

0.005-0.1 aralığında galvanizleme endüstrisinde kullanılan 15 adet farklı çelik

kompozisyonuna sahip örnekle çalışılmış. Saclar 2mm kalınlığında 5 cmx2 cm

boyutlarında kesilmişler. Normal yağ alma ve asitleme işlemlerinden geçirilmişler

ancak daha ağır atıklar içeren birkaç örnek daha uzun süre asitleme işleminde

bekletildikten sonra durulama işlemine alınmış, kurutulmuş ve standart çinko

klorür/amonyum klorür (flux çözeltsi) çözeltisine batırılmış. Endüstrideki

uygulamalara benzerlik göstermesi nedeniylede ısıl işleme tutulmadan 440, 455, 470 oC’ da ve 2, 6, 10 dk %0.02 Al içeren çinko havuzuna daldırılmış. 15 örnekten 7

tanesi çok aktif olduğu, 8 tanesinin daha az aktif olduğu görülmüş. Bunlardan 7

tanesinin Si ve P yönünden uygun kompozisyon içerdiği görülmüş.

Sebisty J. J And Palmer R.H. (1964), Bu çalışmada Armco demir, oksijeni

alınmamış galvanizlemeye uygun sac, Al ile söndürülmüş derin çekme tipi sac, sıcak

haddelenmiş normalize edilmiş sac, şişe tabası üretiminde kullanılan sac, çok sert

kaliteli saclardan oluşmuş 15 adet farklı kompozisyondaki sac ile çalışılarak

galvanizlemeye etkileri araştırılmış. Bu sacların kimyasal kompozisyonları,

mekaniksel özellikleri, tane büyüklükleri, malzemenin yüzey pürüzlükleri

belirlenmiş. 1. deneyde, 450 oC de çeşitli saclar 10, 35, 60 sn demirle doyurulmuş,

%0.3 Pb ve % 0.15 Al içeren çinko havuzuna daldırılmış. Deney 2’de % 1 ve % 0.3

içeren Pb çinko havuzuna çeşitli saclar 1, 2, 4 dk daldırılmış. Oluşan kaplamların

ağırlığı, pullanması, yapışkanlığı, mikroskobik yapısı, yüzey görünüşü belirlenmiş.

Deney 1 de Armco demir, oksijeni alınmamış galvanizlemeye uygun sac kalitesinde

ki sac, şişe kapağı üretiminde kullanılan sac örneklerinde benzer davranış olan; Al

miktarının ve daldırma zamanının artmasıyla kaplama ağırlığının artması gözlenmiş.

Horstmann D. Ve Stricker F. (1964), Bu çalışmada çelik kompozisyonu ve

kalitesi aynı fakat farklı yüzey temizleme işlemlerinden geçirilen 5 ayrı ön

işlemlerden bazıları kullanılarak hazırlanan 10 numune ile testler yapılmış. Sac

kalınlığı 5 mm olan sıcak haddelenmiş söndürülmüş çeliğin kimyasal kompozisyonu

% 0.10 C, <% 0.01 Si, %0.64 Mn, % 0.053 P, % 0.028 S, % 0.008 N ve <% 0.002

Al içermektedir. Galvaniz banyosuna daldırılmak üzere saclar 250mmx250mm

kesilerek daldırma işlemi için bir köşesinden iki delik açılmış. İki farkı sıcaklıkta,

çeşitli daldırma zamanlarında ve banyodan çıkarma hızlarında değişimler


16

gözlenmeye çalışılmış.2, 5, 10, 20 dk daldırılan örnekler ¾, ½, 3, 6 m/dk hızlarla

banyodan çekilen çeliklerin kaplama kalınlığına etkisi araştırılmış. Aynı kimyasal

kompozisyona ve aynı yüzey kalitesine sahip çeliklerin kaplama kalınlığının,

daldırma zamanına, banyo sıcaklığına ve çekme hızına ve şekline bağlı olduğu

görülmüş. Bu deneyde kullanılan söndürülmüş çelik kompozisyonu kalınlık, (470 oC

sıcaklıkta) daldırma süresinin artmasıyla artmakta ancak sıcaklığın artmasıyla

kalınlıkta azalma görülmektedir. 10 numune ile yapılan çalışmada, numunenin

galvanizleme sonrasındaki en üst yüzeydeki saf çinko tabakası kalınlığı, banyodan

çekme hızına bağlı olarak arttığı görülmüştür. Alaşım tabakalarının kalınlığının,

daldırma zamanına ve çinko banyosunun sıcaklığına bağlı olduğu ancak çekme

hızına bağlı olmadığı görülmüş. Saf çinko tabakasının kalınlığı çekme hızına ve

sıcaklığa bağlı iken daldırma zamanına bağlı olmadığı belirtilmiş. Sıcaklık arttıkça

saf çinko tabakası kalınlığının azaldığı belirtilmiş.

G. Hansel (1980), farklı yüzey işlemlerinden geçirilmiş çelik numuneleri

üzerinde yapılan incelemeler, çeliğin yüzey topoğrafisinin kimyasal bileşimi

“Sandelin etkisi” oluşturacak bölgede olan çeliklerin sıcak daldırma galvanizleme

işlemindeki çelik-çinko alaşım tabakası oluşumu üzerinde belirleyici etki yaptığını

ortaya çıkarmıştır.

Elkoca O. (1996), Çelik bileşiminde bulunan silisyum galvanizleme davranışını

etkilediği bunun yanında çelik yüzeylerine uygulanan işlemlerin de kaplama

oluşumunu çeşitli şekilde etkilediğini belirtmiştir. Bu çalışmasında yüzey

işlemlerinin galvanizleme özellikleri üzerindeki etkileri ortaya çıkarılmıştır. Sandelin

eğrisinin temel noktalarına karşılık gelecek şekilde uygun çelikler seçilmiş (0.013-

0,320 % Si ). Numunelere asitleme, parlatma ve zımparalama işlemleri yapılmıştır.

Yüzey işlemleri sonucu oluşan yüzey enerjisi ve yüzey şekli galvanizleme sırasında

oluşan Fe- Zn ara metalik fazların yapısı üzerinde önemli bir rol oynadığı deney

sonuçlarında gösterilmiş. Fosfor içeriği, kristallografik yönlenme, yüzey/yüzey altı

oksidasyonu gibi etkenler ihmal edilecek düzeyde seçildiğinde kaplama kalınlığının

silisyum içeriğine ve yüzey pürüzlülüğüne bağlı olduğunu ifade etmiş.


17

Gagne Martin (1998), Galvanizlemeden çıkan parçanın aşırı çinko akması

yerçekimi, sıcaklık, çekme hızı tarafından kontrol edilebilir. Zayıf akma nedeniyle

çinko kaplanmış parçanın uçlarında sarkıtlar, kütle birikmeleri oluşur. Kaplamadan

sonra bunların temizlenmesi işletmeye ek maliyet doğuracaktır. Havuzda çinko

bizmut alaşımı kullanılmasıyla sıcak daldırma galvanizlemeden çıkan parçanın

akması (drenajı) artığı yapılan çalışmalarda gösterilmiştir. Laboratuar ve endüstride

yapılan çalışmalarda kurşun eklenmiş havuzla, bizmut eklenmiş havuz

kıyaslandığında akma sonuçlarının aynı olduğu görülmüş.

Fratesi R. ve ark. (2001), Sıcak daldırma galvanizlemede kurşun kullanımı

çevresel problemlere neden olduğundan ve son yıllarda birçok ülkede kurşun

kullanımı yasaklanması nedeniyle alternatif olarak havuzda bizmut kullanılmaya

başlanmıştır. Bu çalışmada Pb ve Pb-Bi etkisini araştırmışlar. Bu deney için 5 farklı

çelik seçilmiş (farklı Si ve fosfor içeren). Havuz 1 de Bi (%0.13), Ni (%0.04), Pb

(%0.04) ve havuz 2 de geleneksel alaşımlar olan Ni (%0.001), Pb (%1.11)

kullanılarak aradaki farklar araştırılmıştır. Parçaların havuz 1 e daldırılmasıyla

kaplamanın yüzey görüntüsünün daha parlak, daha yumuşak, ve daha görünür

çiçeklenmelerin oluştuğu görülmüştür. Ni %0.04 içeren havuzda reaksiyonun kontrol

edilerek kaplama kalınlığının kontrol edildiği görülmüştür. Ancak çevre sorunun hala

devam etmesine karşın çok kaliteli kaplamalar oluşturulmuştur.

3.MATERYAL ve METOD Derya YALUK

18

3. MATERYAL ve METOD 3.1 Yüzey Kaplama

Metal korozyonunu engellemek için kullanılan farklı yöntemlerden biri de

yüzey kaplamadır. Yüzey kaplama için çeşitli yöntemler kullanılır. Metalik kaplama

yöntemleri içinde yer alan çinko kaplama, galvanizleme olarak adlandırılır.

Galvanizleme genellikle, sıcak daldırma, elektroliz veya metal püskürtme yöntemleri

ile yapılır (BAYCIK, 2003).

Galvanizli malzemeler inşaat, otomotiv ve beyaz eşya sanayisinde

kullanılmaktadır. Bundan dolayı, galvanizleme konusundaki gelişmelerin tüm

toplumu etkileyeceği açıktır (BAYCIK, 2003).

3.1.1 Korozyon Nedir?

Çevrenin etkisi ile metallerin kimyasal ve/veya elektrokimyasal reaksiyonlar

sonucunda hasar görmelerine korozyon denir. Kimyasal korozyonda metalin

bulunduğu ortam kurudur. Oluşan gaz metalde oksit tabakasına (tufal) neden olur ve

bu tabaka elektriği iletmez. Elektrokimyasal korozyonda ise ortam ıslaktır ve pas

oluşumuna neden olur. Elektrokimyasal korozyon için anot ve katottan oluşan iki

elektrot, iletken ve sıvı bir ortam ve anot ile katot arasında elektrik akımının

oluşması gerekir. Burada oluşan hücreye korozyon hücresi (galvanik hücre) adı

verilir.

Korozyonun önlenmesi için korozyon hücresini oluşturan elemanlardan en az

birinin devreden çıkarılması gerekir. Bundan dolayı, malzeme seçimi, kaplama

yöntemi, tasarımı, katodik ve anodik koruma ve çevre kontrolü gibi faktörler önem

kazanmaktadır (BAYCIK, 2003).


19

Çizelge 3.1. Metallerin elektrokimyasal dizilişi ( IGCPL, No.6)

* Bütün voltaj değerleri Bakır Sülfat yarım hücresine göre

3.1.2 Çelikte Korozyon Oluşumu

Yüzeydeki nem, daldırıldığı elektrot veya

yüzey kompozisyonunun düzensizliğinden dolayı

çelik yüzey alanı elektrik potansiyel farklılığına

maruz kalır.

Hücre içindeki elektrik potansiyel farklılığı

sonucunda negatif yüklü elektron anottan katoda

doğru ilerler ve anot bölgesindeki demir atomları

pozitif yüklü demir iyonlarına dönüşür.

Metal / Alaşım Potansiyel (volt)* Magnezyum -1.55 Çinko -1.10 Alüminyum -0.86 Kadminyum -0.77 Dökme Demir -0.68 Karbon Çelik -0.68 Paslanmaz Çelik -0.61 Kurşun -0.57 Lehim -0.52 Kalay -0.49 Bakır -0.43 Alüminyum Bronz -0.41

Çok

akt

if A

z ak

tif


20

Elektrolit içinde anotta pozitif yüklenmiş

demir iyonları negatif yüklü hidroksil iyonunu

çeker ve reaksiyona girer reaksiyon sonucunda

demir oksit veya pas oluşur. Negatif yüklü iyonlar

katot yüzeyindeki pozitif yüklü hidrojen iyonlarıyla

reaksiyona girerek elektrolit içinde hidrojen gazı

oluşur.

Uygun korozyon şartları altında her saniye

milyarlarca reaksiyon tamamlanır ve hemen bunun

sonucunda anot bölgesinin yüzeyinin üzerinde bir

pas tabakası görülür.

Bir çelik parçasının üzerinde anot ve katot

bölgeleri tamamiyle makroskobik boyuttadır.

Yüzey büyütüldüğünde çelik tabanında elektriksel

bağlantıda anot ve katodun bir mozaiği görülebilir.

Korozyon anot bölgesinde oluşur.


21

Anot bölgesi paslandığında, farklı

kompozisyon ve yapıdaki yeni malzemeler de

paslanmaya mağruz kalır. Bu sonuç elektrik

potansiyelindeki değişim nedeniyle anotların ve

katotların rollerinin değişmesinden kaynaklanır. Bu

değişim birden olmaz, öncelikle korozyon

oluşmayan bölgeler mağruz kalır. Bu işlem çeliğin

tamamiyle tükenmesine kadar devam eder.

Bir elektrolitde çinko ve çelik etkileştiğinde,

elektriksel potansiyel farklılığı oluşur ve bir

elektriksel hücre oluşur. Çinko, çelikten daha fazla

elektrokimyasal aktifliğe sahiptir. Böylece bütün

çelikler için çinko anot olmaya başlar, çelik

yüzeyinde küçük anodik ve katodik bölgelerin

oluşmasını önler.

Hücre içinde elektrik potansiyel farkı

sonucunda negatif yüklü elektronlar, çinko anottan

çelik katoda doğru ilerler ve anottaki çinko atomları

pozitif yüklü çinko iyonlarına dönüşür.


22

Elektrolite katot yüzeyinde negatif yüklü

elektronlar pozitif yüklü hidrojen iyonlarını çeker

reaksiyona girer, hidrojen gazı açığa çıkar. Çelik

katot ve elektrolit arasında hiçbir kimyasal reaksiyon

oluşmaz. Katodun korozyonu önlemesi Katodik

koruma olarak bilinir. Anot yüzeyinde pozitif yüklü

çinko iyonları elektrolitte negatif yüklü hidroksil

iyonlarıyla reaksiyona girer ve çinko yavaşça

tükenir.

Çelik tabanının üzerinde çinko kaplamasında

bozulma veya süreksizlik oluştuğunda çelik için

katodik koruma sağlayan çinko harekete geçer ve

paslanmaya mağruz kalacak çelik kesinlikle

korozyona uğramaz.

Çeliğin korozyondan korunabilmesi, çoğu

organik kaplamaların ve boyama filmlerinin

tutunabilme kabiliyetine ve bazı durumlarda

korozyonu önleyici pigmentlere bağlıdır. Bu tür

kaplamalar, kaplama filminde bozulmalar ya da

süreksizlikler olduğunda çıplak çeliği çok az veya

hiç koruyamazlar. Korozyon başlar ve kaplamanın

tamamına hızlı bir şekilde yayılır.

Şekil 3.1. Çelikte ve galvaniz kaplanan çelikte aşama aşama korozyon oluşumu

(GAA,2003)


23

3.1.3 Korozyona Karşı Alınması Gereken Önlemler

Korozyonun teknik ve ekonomik açıdan göz yumulacak düzeye indirgenmesi

veya tamamen önlenmesi için başvurulabilecek önlemler çeşitlidir. Ancak bunlar ;

l- Uygun tasarımlarla korozyona yol açıcı koşulları azaltma,

2- Uygun işlemlerle ortamın korozif özelliğini kısmen veya tamamen giderme,

3- Yüzey kaplamaları ile koruma,

4- Katodik koruma, 5- Korozyona karşı dayanıklı malzemeler kullanma olarak

beş ana grupta toplanabilir.

Çizelge 3.2. Çinko elementinin temel özellikleri

Adı : Çinko Sembolü : Zn Atom Numarası : 30 Atom Ağırlığı : 65.37 Kristal Yapısı : Hegzagonal Yoğunluğu : 7.14 g/ml Erime Noktası : 419.5 oC Kaynama Noktası : 906 oC Elektron Yapısı : [Ar]3d10 4s2 Elektronegatifliği : 1.6 Pauling’s Buharlaşma Isısı : 27.4 kcal/g-atom Ergime Isısı : 1.76 kcal/g-atom Elektrik İletkenliği : 0.167 (microhms)-1 Isı İletkenliği : 0.27 cal.cm/cm2.sec.oC Özgül Isı : 0.0915 cal/g- oC İlk İyonlaşma Enerjisi : 216 kcal/g-mole Atomik Hacim (W/D) : 9.2 İyonik Yarıçap (Zn++) : 0.74 oA Atomik Yarıçap : 1.38 oA Kovalent Yarıçap : 1.25 oA Isı Genleşme Katsayısı : 39.7(cm/cm. oC)*10exp6 Young's Modülü : 1.34*10 exp 6 psi Std.Oxd.Potansiyeli, E*(V), 25 oC (Zn; Zn++, H+,H2;Pt) : 0.763 V

Doğada Bulunuş Şekli : Zinc Blende, ZnS


24

3.2 Galvanizleme

Çinko kaplama ile çeliğin sudan kaynaklanan korozyona karşı geliştirilen

çoğunlukla sınır koruma (barrier koruma) ve galvaniz koruma gibi iki yöntem

kullanılır. Sınır korumada, korozif ortamın çeliğe ulaşmasından önce korozyon

ortamından çeliği ayıran çinko kaplama ilk önce aşınmaya uğrar. Galvanizle

korumada, nemli ortamda çinko çelikten daha aktif veya anodiktir ve çinko

alttabakadaki çeliği korumak için kendini feda eder (Marder A.R., 2000).

3.2.1 Başlıca Çinko Yüzey Kaplama Çeşitleri

1. Sıcak Daldırma Galvanizleme

2. Sürekli Sac Galvanizleme

3. Elektro Galvanizleme

4. Çinko Kaplama

5. Mekaniksel Kaplama

6. Çinko Püskürtme (Metal Kaplama)

7. Çinko Boyama

Çizelge 3.3. Çinko yüzey kaplama çeşitleri ve kaplama kalınlıkları Yöntem İşlem Kaplama Kalınlığı Elektrogalvanizleme Elektroliz 7.11µm Çinko Kaplama Elektroliz 5.1 - 25.4 µm Mekaniksel Kaplama Dövme 5.08 - 109.2 µm Çinko Püskürtme (Metal Kaplama) Sıcak Çinko Püskürtme 83.8 - 210.8 µm Sürekli Sac Kaplama Sıcak Daldırma 101.6µm Sıcak Daldırma Galvanizleme Sıcak Daldırma 35.6 - 99.1µm Çinko Boyama Fırça 15.2 - 127µm

Çelik, boyamadan sıcak daldırmaya kadar farklı yöntemler uygulanarak çinko

kaplanabilir. Korozif ortama bağlı olarak doğru yöntem seçildiğinde başarılı koruma

sağlanabilir. Genel olarak bir çinko kaplamanın ömrünün daha uzun ya da daha kısa

olması kaplama kalınlığı ile orantılıdır.


25

Şekil 3.2. Çinko yüzey kaplama çeşitleri ve kaplama kalınlıkları (AGA,2006) 3.2.2 Sıcak Daldırma Galvanizleme Toplu sıcak daldırma galvanizleme ve sürekli sıcak daldırma yöntemleri olarak

ikiye ayrılır.

3.2.2.1 Toplu Sıcak Daldırma Galvanizleme

Toplu sıcak daldırma galvanizleme işleminde çelik parçası galvanizlenmeye

daldırılmadan önce temizlenir, asitlemeden geçirilir ve fluxlama işlemine tabi tutulur.

Günümüzde yaygın olarak kuru işlem ve yaş işlem olmak üzere iki yöntemle

galvanizleme işlemi gerçekleştirilmektedir (Marder A.R., 2000).

3.2.2.1.a Islak Yöntemle Galvanizleme

Bu yöntem çelik parçasının yüzeyindeki safsızlıkları atmak için çinko

banyosunun yüzeyinde eriyik flux tuzunun ince bir tabakasından geçirilme

işlemlerini ve hem de çeliğin daldırılma süresince çinko banyosunun yüzeyinin bir

kısmında serbest oksitlerin oluşmasını kapsar. Islak yöntem de daha az tesis aracına

ve alanına ihtiyaç vardır. Flux tabakasının güçlü temizlemesinden dolayı daha az

kötü galvanizlenmiş bölümler oluşur. Genellikle, sıyırma durumu nedeniyle, parça

flux boyunca çekilirken ıslak yöntem daha ince kaplama oluşması eğilimindedir.


26

Flux tabakasının en önemli işlevleri:

• Parçanın ve eriyik çinkonun yüzeyini temizler ve böylece çinko ve çelik

reaksiyona girebilir.

• Islak parça daldırıldığında tehlikeli sıçramaları azaltır.

• Çekme boyunca parçanın sıyırılmasıyla daha ince kaplama elde edilir.

• Eriyik çinkonun yüzeyinin oksitlenmesini azaltır ve böylece kül oluşmasını

azaltır.

• İkinci daldırma veya büyük nesneler daldırıldığında fazla ısınmadan ve

yanmadan korur.

• İnce parçaların ön ısıtmasıyla bozulmaları azaltır.

Flux tabakası, Amonyum Klorür eklenmesiyle, daha yüksek Al içerikler için

Sodyum Alüminyum Florür ya da Çinko Amonyum Klorür ile yapılabilir. Flux

tabakası banyo yüzeyinde serbestçe yüzer ve parça daldırılırken etkileşme devam

etmektedir. Flux tabakasının aktivitesi başlangıçta Amonyum Klorürün miktarına

bağlıdır ve zamanla Zn bileşiklerinin yüksek erime noktasının oluşmasından dolayı

daha çok vizkozite oluşmaya başlayacaktır. Ancak fluxın akışkanlığı bazı

zamanlarda peryodik olarak Amonyum Klorür eklenmesi ile sürdürülebilir (Marder

A.R., 2000).

3.2.2.1.b Kuru Yöntemle Galvanizleme

Kuru Yöntemle Galvanizlemede parça temizlendikten sonra, parçaya sulu bir

çözeltide ön fluxlama işlemi yapılır, kurulanır ve sonra eriyik çinko banyosuna

daldırılır. Ön flux çözeltisinin sıcaklığı oda sıcaklığı ile 80 oC arasında değişir. Bu

işlemde parçanın kesinlikle çinko banyosuna daldırılmadan önce kurulanması

gerekir. Kurulama 120 oC sıcaklık ve 5 dk ya kadar olan sürede en uygun şartlar

sağlanır. Parçalar ön fluxlama ve kurulamadan hemen sonra galvanizlenmelidir.

Her iki işlemde eriyik çinko galvanizleme banyosunun sıcaklığı 445- 455 oC

aralığında tutulur ve daldırma zamanı parçanın kalınlığına bağlı olarak 3-6 dk

aralığında değişir (Marder A.R., 2000).


27

Şekil 3.3. Genel bir sıcak daldırma galvanizlemenin işlem sırası (Marder, 2000).


28

3.2.2.2 Galvanizleme İşlemi Boyunca Daldırılan Havuzların Özellikleri

1. Yağ Alma Havuzu: Birçok işlem sonunda sac yüzeyinde birçok farklı yağ

atıkları bulunabilir. Havuzlarda yüzeydeki yağların alınması için özel

hazırlanmış yağ giderici asit çözeltileri kullanılmaktadır. Yağ alma esnasında,

ön asit temizleme görevi yaparak, bir sonraki asidik temizleme süresini

kısaltır. Yağ alma ve asitleme işlemleri arasında malzemeyi koruyarak

oksitlenmesini önler.

2. Asit Havuzu: Yüzeyde birinci havuzda çıkmayan pas, metal parçacıkları

alınması için malzemeler bu havuza gönderilir.

3. Saf Su Havuzu: Malzemenin yüzeyinin asitten daha çok aşınmaması için

hemen saf su havuzuna atılır.

4. Fluxlama Havuzu: Çinko Alüminyum Klorür, Sodyum Alüminyum Florür

ya da Çinko Amonyum Klorür çözeltisine Flux denir. Çelik yüzeyini temizler

ve çinkonun yüzeye iyi yapışmasına yardımcı olur ( kaplama için ön

hazırlıkta denilmektedir).

UNIGALVA, değişik silisli malzemelerde kalın kaplamayı kontrol altına alan,

fluxa ilave edilen bir inhibitördür. Kaplanacak malzemenin üzerine flux ile beraber

yapışır. Galvanizleme esnasında çinko ile reaksiyona girerek, kaplamayı kontrol eden

metal iyonları serbest kalır. Flux’a % 10-20 arası ilave edilir. Unigalva eklenmesi ile

a) Kaplama kalınlığı kontrol edilir.

b) Galvanizde parlaklık ve küçük çiçeklenme oluşur.

c) Kül ve dros oluşumu azalır.

5. Çinko Havuzu: Havuz içerisinde Zn, Al, Fe, Pb vb malzemeler 450-455oC

arasında ki sıcaklıkta tutulur, kaplama kalınlığına göre malzeme 1-3dk. çinko

havuzunda bekletilir.

6. Pasivasyon: Çinko havuzundan çıkan malzemeler hemen pasivasyon

havuzuna gönderilmektedir. Pasivasyon havuzu malzemeyi soğutur ve

kolayca taşınmasını sağlar. Bunun yanında yüzeyi pasif hale getirir

(reaksiyonu azaltır). Ayrıca beyaz pas problemini azaltır.


29

Örnek bir metal boru galvanizleme işleminin aşamaları Şekil 3.4. de

görülmektedir.

Şekil 3.4. Örnek bir metal boru galvanizleme işleminin aşamaları (TECKCOMINCO).

Örnek bir galvanizleme hattında süreçlerin, kullanılan kimyasalların ve

atıkların şemasal gösterimi Şekil 3.5’de yer almaktadır.


30

Şekil 3.5. Örnek bir galvanizleme hattında süreçlerin, kullanılan kimyasalların ve

atıkların şemasal gösterimi


31

3.2.2.3 Sıcak Daldırma Galvanizleme Çeşitleri

Günümüzde sıcak daldırma yöntemi ile kaplanan ürünlere yedi farklı sıcak

daldırma işlemi yapılabilmektedir.

• Galvaniz: Zn

• Galvanneal: Zn / %8-10 Fe alaşımı

• Zn ve Al’nin iki farklı alaşımı

Galvalume: %55 Al / %45 Zn alaşımı

Galfan: %95 Zn / %5 Al alaşımı

• Al temelli iki farklı alaşımı

-Saf Alüminyum

-Al / %5-11 Silisyum alaşımı

• Çinko-kurşun alaşımlı kaplama: Kurşun / %3-15 kalay alaşımı

3.2.3 Galvaniz Kaplamada Fe-Zn Faz Dengesi ve Kinetiği

Alt tabaka çelik sıvı çinko banyosuna daldırıldığında çeliğin içeriğindeki

elementlere ve banyo kompozisyonuna bağlı olarak birçok reaksiyon oluşur. Yaygın

olarak kabul gören Fe-Zn denge faz diyagramı Şekil 3.6 Kubachewski tarafından

hazırlanmıştır.

Çizelge 3.4. Fe-Zn denge diyagramındaki fazlar ve özellikleri (Marder A.R., 2000)

Faz Kristal yapı Formül Sertlik (HV0.025) α-Fe (alfa) HMK Fe(Zn) 104 Γ(gama) HMK Fe3Zn10 326 δ (delta) Hegzagonal FeZn10 358 ζ (zeta) Monoklinik FeZn13 208 η(eta) Hegzagonal Zn(Fe) 52


32

Şekil 3.6. Fe-Zn faz diyagramı. İkili alaşım faz diyagramı (Marder A.R., 2000)

Fe-Zn ikili faz diyagramının çinko zenginleştirme bölümü Şekil 3.7.’de

görülmektedir. Çizelge 3.4.’de bulunan fazların ana hatları Şekil 3.7. de

gösterilmektedir.

Şekil 3.7. Fe-Zn ikili faz diyagramının çinko zenginleştirme bölümü.(A.R. Marder,2000)


33

Uzun süre daldırma galvanizlemede zeta (ζ), delta (δ), gama1(Γ1) ve gama (Γ)

temel fazlar oluşur. Ancak denge diyagramında Şekil 3.6’da ve Şekil 3.7’de

gözükmeyen eta (η ) fazı, bir demir çözeltisi %0.03 olan Zn de Fe’in bir katı

çözeltisiyle oluşur. Büyük Fe-Zn denge faz diyagramı hem gama1(δ 1) hem de gama

(δ) fazını göstermektedir. Ancak literatür de 670oC’e kadar X-ışını analizinde sadece

gama fazının göründüğü belirtilmiş (Bastin ve ark., 1977).

3.2.3.1 Kaplama Fazları Aşağıda demir miktarının artış sırasına göre sıcak daldırma galvaniz

kaplamada bulunan her bir Fe-Zn ara metalik fazı anlatılmaktadır.

3.2.3.1.a Zeta (ζ) Fazı

Zeta (ζ) fazı, FeZn13, yaklaşık olarak % 5- 6 demir ağırlık oranına sahiptir.

530 ± 10 oC de delta (δ) fazı ile sıvı çinko arasındaki peritektik reaksiyondan

oluşmaktadır. Alüminyumun olmadığı ortamda difüzyon kontol çalışmaları boyunca,

zeta (ζ) fazının serbest çinko eta (η) fazı ile delta (δ)fazında oluştuğu bulunmuş.

Zeta (ζ) fazı, bir monoklinik birim hücresi ve tepesinde 12 adet çinko atomu

tarafından çevrelenen bir demir atomu ve bir çinko atomuna sahip yavaşça bozulmuş

bir yirmi yüzlü yapı ile izomorf haldedir.

3.2.3.1.b Delta (δ) Fazı

Delta (δ) fazı, FeZn10, yaklaşık olarak %7- 11.5 demir ağırlık oranına ve bir

hegzagonal birim hücresine sahiptir. 665 oC de gama (Γ) fazı ile sıvı çinko arasındaki

diğer bir peritektik reaksiyondan oluşmaktadır. Yüksek sıcaklık (553 oC) ve uzun

süre (4 saat) daldırmada delta (δ) fazı iki morfolojiye ayrılmıştır: delta1 P, sınır

morfolojisi zengin çinko tarafında bulunmakta ve delta1 K, sıkı morfolojiye sahip

demirce zengin tarafta bulunmaktadır (Mackowiak J., 1979). Her iki morfolojinin

aynı kristalografik yapıya sahip olduğu bulunmuş (Gellings P.J., 1979).

Galvanizlemede kısa süre daldırmada sadece bir delta (δ) fazı morfolojisi

bulunmuştur (Jordan C.E., Marder A.R., 1997).


34

3.2.3.1.c Gamma1 (Γ1) Fazı

Gamma1 (Γ1) fazı, Fe5Zn21, 450 oC sıcaklığında %17-19.5 demir kompozisyon

oranlı bir yüzey merkezli kübik yapıya sahiptir. 550 ± 10 oC sıcaklığında gamma (Γ)

fazı ile delta (δ) fazı arasında Peritektoid reaksiyonun bir sonucunda oluşur. Gamma1

(Γ1) fazı gamma (Γ) fazı ile delta (δ) fazı arasında kesintisiz bir tabaka olarak

görünür ve uzun süre düşük sıcaklıkta ısıtıldığında üretilebilir. Gamma1 (Γ1) fazının

mikro sertliğinin çok yüksek olduğu tabloda gösterilmektedir.

3.2.3.1.d Gamma (Γ) Fazı

Gamma (Γ) fazı, Fe3Zn10, %23.5-28.0 demir kompozisyon oranlı bir hacim

merkezli kübik yapıya sahiptir. 450 oC sıcaklığında bir demir ve sıvı çinko arasında

peritektik bir reaksiyon sonucunda oluşur ve 665 oC peritektik sıcaklığının delta

fazında Fe ve Zn’nin maksimum bir çözünürlüğünü gösterir.

Şekil 3.8. Normal bir galvaniz havuzunda üretilen kaplamanın arakesiti (Marder A.R.,

2000) 3.2.3.2 Fe-Zn Faz Oluşumu

Tipik galvanizleme sıcaklığında (450 - 490oC) demir eriyik çinko havuzuna

daldırıldığında, Fe-Zn faz diyagramına bağlı olarak, aşağıdaki tabakaların oluştuğunu

ileri sürmüştür(Horstmann D., 1978): çinko ile doyurulmuş bir demir, gama(Γ) faz

tabakası, gama1(Γ1) faz tabakası, delta(δ) faz tabakası, zeta(ζ) faz tabakası ve bir eta

(η) faz tabakası. Ancak, Fe-Zn fazının ardışık birikmesinin sıralaması Şekil 3.9’de


35

görülüğü gibi ilk başta zeta(ζ) faz tabakasıyla başlar, ardından delta(δ) faz tabakası

ile devam eder ve belirli daldırma zamanından sonra gama(Γ) faz tabakası oluşur.

Işık optik mikroskobisinde Γ ve Γ1 fazının ikisini de içeren gama faz tabakası (Γ)

oldukça küçüktür. Fe-Zn faz tabakasının oluşumu, reaksiyon sırasına göre şematik

olarak Şekil 3.10 de gösterilebilir. Başlangıç zamanı t0 ile gösterilmiştir ve faz

büyümesi zamana bağlı olarak oluşur, t0<t1<t2<t3<t4. Saf bir Zn sıcak daldırılmış

kaplamada bulunan tipik bir morfoloji Şekil 3.9.’de görülmektedir. Bu fazların her

biri demir miktarının EPMA ölçümleriyle doğrulanmıştır. Gamma (Γ+Γ1) fazları

çelik alt tabakası ile delta(δ) faz tabakası arasında bir düzlemsel ara yüzeyli ince bir

tabaka olarak görünür.

Şekil 3.9. Bir ULC çelik alt tabanının 450 O C de 300sn daldırıldıktan sonra oluşan Zn

kaplamanın mikro yapısı 1) gama (Γ) fazı, 2) delta (δ) fazı, 3)zeta (ζ) fazı. (Marder A.R., 2000)


36

Şekil 3.10. Galvaniz banyosunda Fe-Zn faz tabaka oluşumunun şematik gösterimi. Başlangıç zamanı t0 olmak üzere t1<t2<t3<t4 zamanla tabaka büyümesine göre sıralanmıştır.( Marder A.R., 2000)


37

Şekil 3.11. Çelik Yüzeyinde Oluşan Katmanlar ve Sertlik Değerleri (Gimeco, 2004)

3.2.3.3 Fe-Zn Faz Reaksiyon Enerjisi

Çinko kaplamada toplam tabaka kinetiğini birlikte etkileyen daldırma sıcaklığı,

her bir faz tabakasında farklı büyüme kinetiği sergiler. Örneğin, 450 oC sıcaklığında

300 sn kısa daldırma zamanında Şekil 3.12’de zeta (ζ) faz katmanı ilk başta hızlı bir

şekilde büyür, sonra hızı azalır bu arada delta (Γ) faz katmanı yavaşça büyür ve

belirli bir zaman sonra kalınlığı daha hızlı bir şekilde artar. Gama faz katmanı (Γ+

Γ1) çok uzun bir periyottan sonra oluşur ve yaklaşık 1mm gibi maksimum bir

kalınlığa ulaşır (Jordan C.E., 1997). Aynı etki 457 oC’de 6 saat daldırıldığında da

gözlenmiş(Mackowiak J., 1979). Zeta faz tabakası çinko eriyiğine doğru yer

değiştirirken, gama faz katmanının (Γ+ Γ1) bütününün demirin içine doğru hareket

ettiğini belirtmiştir (Horstmann D., 1978).

Delta(δ) faz tabakası her iki yönde de büyür ancak genellikle çinko eriyiğine

doğru büyür. Böylece, gama faz katmanı (Γ+ Γ1) demirin içine doğru büyürken, hem

de bu delta(δ) faz tabakasının büyümesiyle azalır. Benzer olarak, delta(δ) faz

tabakası çinko eriyiğinin içine doğru ilerleyen zeta (ζ) faz tabakasının içine doğru

büyür.

EETTAA -- %%110000 ZZnn SSeerrttlliikk 7700 DDPPNN

ZZEETTAA --%%9944 ZZnn SSeerrttlliikk 117799 DDPPNN

DDEELLTTAA -- %%9900ZZnn SSeerrttlliikk 224444 DDPPNN

GGAAMMAA -- %%7755 ZZnn

CCEELLİİKK SSeerrttlliikk 115599 DDPPNN

FFee –– ZZnn AAIIaaşşıımmıı


38

Fe-Zn alaşım tabakası büyümesinin enerji eşitliği genellikle aşağıdaki gibi

ifade edilir (Horstmann D., 1978);

nKtY = (3.1)

Y=büyümüş tabaka kalınlığı,

K=büyüme oranı sabiti,

t=reaksiyon zamanı ve

n=büyüme oranı zaman sabitidir.

Büyüme oranı zaman sabiti n, kinetiğin tipini belirterek yapılan çalışmada

katmanın büyümesini kontrol eder. n 0.5 değerini aldığında parabolik difüzyonla

kontrol edilen büyüme iken, n değeri 1 değerini aldığında ara yüzey kontrollü lineer

kinetiği ifade eder.

Şekil 3.12. Bir ULC çelik alt tabanının 450 O C de çinko banyosunda sıcak

daldırıldığında tek oluşan Fe-Zn gama (Γ) fazı, delta (δ) fazı, zeta (ζ) fazı tabaka büyümesi. (Marder A.R., 2000)


39

Çizelge 3.5. Düşük parabolik aralıkta alaşım tabakalarının büyümesi için n değeri. (Marder A.R., 2000)

Mackowaik ve Short (1979) tarafından geçmişte yapılan birçok çalışma

sonucunda Çizelge 3.5 oluşturulmuştur. Ancak birçok çalışma önemli ölçüde karbon

ve diğer alaşım elementleri içeren çelik alt tabakası üzerinde yürütülmüştür. Birçok

çalışma sürekli sıcak daldırma için uygun olmayan 1 saati aşan daldırma sürelerinde

gerçekleştirilmiştir. Buna karşın bu sonuçlardan yola çıkarak düşük parabolik

aralıkta n değerinin, delta (δ) faz tabaka büyümesi ve toplam faz tabaka büyümesi

için yaklaşık 0.5 civarında olma eğilimindedir. Zeta (ζ) ve gamma (Γ+ Γ1) faz tabaka

büyümesi için sırasıyla 0.35 ve 0.25’tir. Buna ek olarak Çizelge 3.6. de 450 oC de

300 sn ye kadar olan daldırma süresinde yapılan çalışma ciddi anlamda Çizelge 3.5.

deki çalışma sonucundaki değerlere yakın çıkmış. Sadece en önemli farklılık toplam

n tabaka değerinde görülmüştür. Ancak toplam tabaka, toplam kaplamada baskın

alaşım tabakasını yansıtmalıdır. 300 sn den daha az daldırma süresi için zeta (ζ) faz

tabakası kaplama morfolojisinde baksın durumdayken, uzun daldırma süresinde delta

(δ) faz tabakası kaplama yapısında baskın durumdadır.

Çizelge 3.6. 450 oC de 300 sn. kadar (% 0.003 C ağırlık içeren) çelik alt tabakası ile

saf bir çinko demir (%0.03 Fe ağırlık içeren) bireysel faz tabaka büyümesinde n değerleri. (Marder A.R., 2000)

Alaşım tabakası n değeri Gamma (Γ) 0.24 ± 0.06 Delta (δ) 0.54 ± 0.11 Zeta (ζ) 0.32 ± 0.03 Toplam 0.35 ± 0.02

Sıvı çinko ve saf demir arasındaki reaksiyonun enerjisine sıcaklığın etkisi

(demir kaybı deneylerine bağlı olan), 495 oC de uzun daldırma süresi için toplam

tabaka kinetiği paraboliklik gösterir (düşük parabolik bölge) ve 520 oC üzerinde

Kaynak Γ δ ζ Toplam Katman

Allen 0.25 0.65 0.35 0.55

Rowland 0.13 0.53 0.31 - Blickwede 0.10 0.60 0.16 - Horstmann ve Peters 0.50 0.50 - - Sjoukes 0.23 0.58 0.26 Onishi ve ark. 0.23 0.49 0.36 0.43


40

tekrar paraboliklik gösterir (yüksek parabolik bölge). Lineer bölge, bu iki bölgede

oluşur ancak kısa daldırma süresinde yapılan deneyler (30 dk’ya kadar olanlar) hem

de bu bölgede paraboliklik etki gösterir. Sıcaklığın artmasıyla zeta (ζ) faz tabakası

495 oC’e kadar azalırken, bundan sonra sürekli bir zeta (ζ) faz tabakasının oluşması

mümkün değildir (Marder A.R., 2000).

3.3. Galvanizleme İşlemi Sırasında Dikkat Edilmesi Gerekenler

3.3.1. Çeliğin Yapısı

ÇELİK, bir Demir (Fe) ve Karbon (C) alaşımıdır. C’dan başka farklı oranlarda

alaşım elementleri ve empürite (saf olmayan, kirlilik yaratan) elementler bulunur.

Çeliğe farklı özellikler kazandıran içerdiği elementlerin kimyasal bileşimi ve çeliğin

içyapısıdır. Çeliğe değişik oranlarda alaşım elementleri katılabileceği gibi, çeşitli

işlemler (ıslah, normalizasyon vs.) ile içyapı da kontrol edilerek kullanım amacına

göre değişik özelliklerde çelik elde edilir.

Mangan(Mn), Fosfor (P), Kükürt (S) ve Silisyum (Si) üretim sırasında

hammaddeden kaynaklanan elementler olup, çelik bünyesinde belirli oranlarda

bulunur. Diğer alaşım elementleri ise (Cr, Ni vs.) ferro-alyajlar veya metal formunda

istenilen miktarlarda çelik bünyesine ilave edilir. Çelik, demir cevherinden veya

hurdadan geri dönüşüm ile iki şekilde üretilmektedir. Sıvı çelik üretildikten sonra

döküm ile ingot olarak veya sürekli döküm yöntemi ile kütük veya slab olarak

şekillendirilir.

Vasıflı Çelikler alaşımsız, düşük alaşımlı ve alaşımlı çelikler olup, kitlesel

olarak üretilen çeliklerden bazı noktalarda ayrılmaktadır. Bu noktalar;

• Üretim yöntemi,

• Üretim araçları,

• Alt limitlerde bulunan S, P ve diğer empüriteler ile çözünmüş gaz miktarları


41

Şekil 3.13. Demirin Kristal Yapıları

Şekil 3.14. Fe-Fe3C denge diyagramının çeliklere ait kısmı ve soğuma sırasında oluşan içyapıları.

910˚C

1390˚C

1535˚C

OSTENİT (gamma)

SIVI

FERRİT (delta)

FERRİT (alpha)

FERRİT Hacim Merkezli Kübik (HMK)

OSTENİT Yüzey Merkezli Kübik (YMK)


42

Şekil 3.15. Hacim Merkezli Kübik (HMK), Yüzey Merkezli Kübik (YMK) ve Hacim Merkezli Tetragonal (HMT) kristal yapıları

Çelikler genel olarak aşağıdaki şekilde sınıflandırılmaktadır;

• Karbon ve alaşımlı çelik olarak bileşimlerine göre,

• Üretim yöntemlerine göre

• Son üretim yöntemine göre

• Ürün şekline göre

• Kullanım yerleri, üretim programları ve deoksidasyon durumlarına göre

Çeliklerin temel özellikleri aşağıdaki gibi özetlenebilir;

• Çeliklerin büyük çoğunluğu ısıl işlemlere karşı duyarlıdır. Kimyasal

bileşimin yanı sıra uygulanan ısıl işlemler sonucunda istenen sertlik, mekanik

ve fiziksel özellik, elektriksel özellik, korozyona ve yüksek sıcaklığa dayanım

özelliklerine tam olarak kavuşturulabilir.


43

• Çelikler yapılarının gerektirdiği sıcaklıklara kadar ısıtıldıklarında şekillenme

özelliğine kavuşur (haddeleme, presleme, dövme).

• Ayrıca kimyasal bileşim ve içyapı olarak uygun olan çelikler haddeleme,

presleme gibi yöntemlerle soğuk olarak da şekillendirilebilir.

• Talaş kaldırıcı tezgâhlarda işlenerek, istenilen şekil ve yüzey düzgünlüğüne

getirilebilir.

• Kimyasal bileşim olarak uygun olan çelikler kaynak işlemi ile birleştirilebilir.

• Çeliklerin büyük bir bölümü çeşitli yöntemler ile metal ile kaplanmaya,

emaye yapılmaya, boyanmaya ve plastik maddeler ile kaplanmaya

elverişlidir.

3.3.2 Alt Tabaka Olarak Çelik Seçimi

Galvanizleme için bilinmeyen bir çelik geldiğinde ilk olarak çeliğin kimyasal

kompozisyonun belirlenmesi gerekir.

Çoğu özel çelikler de Karbon (C), Fosfor (P), Mangan(Mn), Silisyum(Si),

Kükürt (S), Krom(Cr), Nikel (Ni) bulunur ve hem de Bakır (Cu), Vanadyum (V) ve

diğer elementler çeliğe katkılandırılarak özel bir performans kazandırabilir. Çeliğin

yapısında bulunan elementler çeliğe özel bir performans kazandırması yanında

galvaniz kaplamanın kalitesine, görüntüsüne, ömrüne önemli derecede etkide

bulunmaktadır.

3.3.2.1 Karbonlu Çelikler

Mn, Si gibi alaşım elementlerinin bir veya ikisinin çeliğin içindeki değerleri, -

en az-Mn %1.65- Si % 0.60’ı geçmiyor ve kimyasal bileşiminde başka herhangi bir

alaşım elementinin belirli bir miktarda –en az-bulunması istenmiyor ise, bu çelikler

karbonlu çelikler sınıfına girerler.

3.3.2.2 Alaşımlı Çelikler

Karbonlu çeliklerden normal olarak sağlanamayan kendine has özellikleri

kazanmak için, bir veya birden fazla alaşım elementi eklenerek yapılan çelikler

alaşımlı çeliklerdir. Mn, Si, gibi alaşım elementlerinin bir veya birden fazlasının,


44

çeliğin içindeki değerleri Mn %1.65, Si %0.60’dan fazla olan ve bunlara eklenen

öteki elementlerden –Al, B, Cr, Co, Mo, Ni, Ti, W, V, Zr- birinin veya birkaçının

bulunması istenen çelikler, alaşımlı çelikler sınıfına girerler.

3.3.2.3 Çeliği Oluşturan Önemli Elementler ve Galvanizlemeye Etkileri

a) Karbon ( C )

Karbon; çelikte başlıca sertleştirici etkisi olan elementtir. Karbon miktarındaki

her artış, çeliğin sıcak haddeleme veya normalize edilmiş halindeki sertlik ve çekme

dayanımını artırır. Fakat esnekliğini, dövülme, kaynak edilme ve kesilme özelliğini

zayıflatır.

%1’in üzerinde yüksek düzeyde karbon içeren çelikler sert çelikler olarak

adlandırılır . Yüksek karbonlu çelikler akma dayanımının kabul edilebilir aralığında

kalması şartıyla başarılı bir şekilde galvanizlenebilir.

Şekil 3.16. Galvaniz banyosunda bulunan %C oranına göre g/dm 2 de çözünen

kaplama miktarı. (Gimeco,2004)


45

b) Mangan ( Mn )

Mangan; çeliğin dayanımını geliştirir. Esnekliğini az miktarda azaltır. Dövme

ve kaynak edilme özelliğine olumlu etkide bulunur. Manganın, sertlik ve dayanımı

artıran özelliği, karbon miktarına bağlıdır. Manganın yüksek karbonlu çeliklerdeki

etkisi, düşük karbonlu çeliklere oranla daha fazladır. Mangan, sertlik derinliğini

artırır. Korozyona olan dayanımını geliştirir.

Manganın yüksek oranını içeren çelikler(%1’in üzerinde) dayanıklı çelikler

olarak adlandırılır. Konvansiyel çeliklerle kıyaslandığında, yüksek manganlı çelikler

kaplamadan alındığında kolayca zarar görebilen ve kolay kırılabilen kahverengi

kaplama oluştururlar

c) Molibden (Mo) Molibden; çeliğin çekme dayanımını, özellikle ısıya dayanımı ile kaynak

edilme özeliğini artırır. Yüksek miktarlarda molibden, çeliklerin dövülmesini

güçleştirir. Molibden, kromla birlikte daha çok kullanılır. Molibdenin etkisi volframa

benzer.

Alaşımlı çeliklerde molibden; krom-nikelle birlikte kullanıldığında, çeliğin

akma ve çekme dayanımını artırır. Molibden, kuvvetli karbür meydan getirdiğinden,

hava ve sıcak iş çeliklerinde, ostenitik paslanmaz çeliklerde, semeltasyon, genel yapı

çelikleriyle ısıya dayanımlı çeliklerin yapımında kullanılır.

d) Vanadyum (V)

Vanadyum; çok düşük miktarlarda kullanıldığında, çeliğin sıcağa dayanımını

artırır. Vanadyum, alaşımlı makine yapı çelikleri tane yapılarının ince olmasını ve

fiziksel özelliklerinin geliştirilmesini sağlar.

Aynı zamanda, çelik kesici uçlarının, daha uzun zaman keskin kalmasını sağlar.

Genellikle, alaşımlı makine yapım çeliklerinde bulunan vanadyum miktarı % 0,03-

0,25 arasında değişir. Karbür yapmaya karşı kuvvetli bir eğilimi vardır. Çeliğin

çekme ve akma dayanımını artırır. Makine yapım ve sıcak iş çeliklerinde özellikle

vanadyum krom ve makine yapım çeliklerinde volframla birlikte kullanılır.


46

e) Volfram (W)

Volfram; çeliğin dayanımını artıran bir alaşım elementidir. Takım çeliklerinde,

kesici kenarlar sertliğinin artmasını, kullanma ömrünün uzamasını ve yüksek ısıya

dayanımını sağlar. Bu yönden hava çeliklerinde, takım çeliklerinde ve ıslah

çeliklerinde, alaşım elementi olarak yaygın bir şekilde kullanılır. Çelikte volframın

bulunması belirli yüzdelere kadar kaynak edilebilme özelliğini geliştirir. Çeliğe ilave

edilecek beher volfram yüzdesi, akma ve çekme dayanımını 4 kg/mm² ‘ ye kadar

artırır. Volframın karbür meydana getirmeye karşı kuvvetli eğilimi olup, yüksek

çalışma sıcaklığında, çeliğin menevişlenip sertliğini kaybetmesini sağladığından,

sıcağa dayanımlı çeliklerin yapımında tercih edilir.

f) Silisyum (Si)

Silisyum; çelik dökümlerde fiziksel dayanımı ve özgül ağırlığı artırır. Silisyum,

mangan gibi bütün çeliklerde bulunan bir elementtir. Çelik yapımında demir

cevherinden veya ocak astarı olan tuğlalardan da bir miktar silis, çeliğin bünyesine

kendiliğinden girer. Silisyumlu çelikler deyimi; bileşiminde %0,40 tan fazla silisyum

olan çelikler için kullanılır. Çelikte silisyum bulunması esnekliği eksi yönde etkilerse

de beher %1 artış için çekme dayanımı 10 kg/mm, akma dayanımını da benzer

oranda artırır. %1-4 arasında silisyum bulunan çelikler, kimyasal tepkilere karşı

dayanımlı olduklarından, bu durumdaki çelikler dövülemezler.

%2’nin üstünde olabilen yüksek düzeyde silisyum içeren çelikler Yay Çeliği

olarak adlandırılır. Yüksek silisyum içeren çelikler kırılgan olabilen kalın galvaniz

kaplama oluşturabilir. Çünkü çelik çinko ile hızlı bir şekilde reaksiyona girer.

Yüksek silisyum içermesinin etkilerini azaltmak için mümkün olabilen en kısa

zamanda çinko havuzundan çıkarılmalıdır.

Çelik kompozisyonundaki silisyum oranı %0.03-0.12 arasında olan çeliklerin

literatürde “Sandalin Etkisi” olarak adlandırılan sıcak galvanizleme çok kalın bir

kaplama tabakası oluşturduğu bilinmektedir (Hansel G., 1980).


47

Şekil 3.17. Kütlece farklı silisyum içerikli numunelerin sandalin piki gösterdiği bölgeler.

(Gimeco,2004)

Şekil 3.18. Galvanizlemeye uygun çelik seçilirken Silisyum-Fosfor seviyesini belirleyen

grafik (Gimeco,2004)

Yukarıdaki sınıflandırma kullanılarak piyasadan galvanizleme için en uygun

çelik seçilebilir.


48

g) Fosfor ( P ) Fosfor; genel olarak çelikte zararlı olarak bilinir. Yüksek nitelikteki çeliklerde

fosfor yüzdesi en çok % 0.030- 0.050 arasında tutulur.

Yüksek düzeyde fosfor içeren çelikler elektriksel çelikler olarak adlandırılır.

Yüksek fosfor içeren çelikler nadiren galvanizleme işleminde kullanılır,

galvanizleme için uygun değildirler. Bu tür çelikler çok hızlı bir şekilde çinkoyla

reaksiyona girerek kalın, kolayca zarar görebilen ve yüzeyde deleminasyona neden

olan koyu bir kaplama formu oluşturur.

h) Kükürt ( S )

Kükürt; çeliği kırılgan yapar ve haddelenmesini güçleştirir. Çeliğin işlenebilme

özelliğinin artırılması söz konusu olmadığı hallerde fosfor gibi istenmeyen yabancı

maddeler olarak kabul edilen bir elementtir. Normal olarak müsaade edilen miktar en

çok % 0.025- 0.050 arasında sınırlandırılır.

Yüksek düzeyde kükürt içeren çelikler serbest makine çeliği olarak adlandırılır.

Yüksek kükürtlü çelikler yüksek hızlı makine parçaları yapımında kullanılır ve

bunlar galvanizlenmemelidirler. Yüksek kükürt içeren çelik galvanizleme işleminde

ciddi bir şekilde aşınabilir ve buna maruz kalan parçalar işlevlerini kaybederek

kullanılamazlar.

ı) Krom ( Cr )

Krom; çeliğin dayanım özelliğini artıran fakat buna karşılık esnekliğini çok az

bir dereceye kadar eksi yönde etkileyen bir alaşım elementidir. Krom, çeliğin sıcağa

dayanımını artırır. Kabuk- tufal- yapmayı önler. İçinde yüksek oranda krom

bulunması, çeliğin paslanmaya karşı dayanımını artırır.

Kromlu paslanmaz çeliklerde krom arttıkça, kaynak edilebilme yeteneği azalır.

Krom, dengesi çabuk bozulmayan karbürü meydana getirir. Çelikte beher %1

oranındaki krom yüzdesi artışına karşılık, çekme dayanımında yaklaşık olarak 8-10

kg/mm 2 ’lik bir atış görülür. Aynı oran içinde olmamakla beraber, akma dayanımı

yükselirse de çentik dayanımı düşer.


49

Yüksek düzeyde nikel ve krom içeren çelikler paslanmaz çelik olarak

adlandırılır. Paslanmaz çelikler galvanizlenebilirler ancak sıvı metalde gevreklikten

kolayca etkilenebilir ve eriyik çinkoda daldırmadan sonra istifleme sırasında kırılma

olabilir.

j) Nikel ( Ni )

Nikel; çeliğin dayanımını silisyum ve mangana kıyasla daha az artırır. Çelikte

nikel, özellikle kromla, birlikte bulunduğu zaman, sertliğin derinliklere inmesini

sağlar.

Krom-nikelli çelikler paslanmaz, kabuklaşmaya ve ısıya dayanımlıdır.

Özellikle düşük sıcaklıklarda, makine yapım çeliklerinin çentik dayanımını artırır.

Nikel, ıslah ve sementasyon çeliklerinin dayanımını artırdığı gibi, istenen yapıdaki

çelikler, paslanmaya ve kabuklaşmaya dayanımlı çelikler için uygun bir alaşım

elementidir.

Richard R.W.’nın farklı çelik kompozisyonları ile yapmış olduğu galvaniz

kaplama deney sonuçları Çizelge 3.7.’de sunulmuştur.


50


51

3.4. Metallerde Ergime ve Kristalleşme

Her bir maddenin atomları devamlı titreşim yapar. Bu titreşim o maddenin

sıcaklığını belirler. Metallerin sıcaklığı arttıkça, atomların titreşimleri artar ve bu

titreşimler atomlar arasındaki bağı zayıflatır. Sıcaklık yükseldikçe titreşim artar,

düştükçe azalır. Mutlak sıfır sıcaklığında (-273ºC) bütün atomların titreşimleri durur.

Titreşimlerin meydana getirdiği enerji, metal atomlarını birbirine bağlayan enerjiyi

geçince ergime dediğimiz olay meydana gelir; yani metal sıvı hale geçer.

Ergimiş bir metalin sıvıdan katıya geçişinde meydana gelen kristalleşme iki

safhada oluşur: 1. Çekirdek oluşumu, 2. Kristal büyümesi.

Şekil 3.19. Ergimiş bir metalin sıvıdan katıya geçişi (ÜN H.,2007). Katılaşma sırasında belirli atom grupları farklı yönlerde dizilir. Farklı yönde

dizilen atom gruplarına tane, taneleri birbirinden ayıran sınırlara ise tane sınırı denir.

Şekil 3.20. Tane sınırları(ÜN H.,2007).


52

Hertaraftan serbest yüzeylerle çevrili ve tane sınırları bulunmayan kristal

yapıya tek kristal denir. Tane sınırları yüksek enerjilidir (Yüzey gerilimi). Tane

sınırları kimyasal reaksiyona girebildiği için üzerine dökülen kimyasallar ile tespit

edilir.

3.4.1. Kristal Hataları Kristal hatalar genel olarak 4 grupa ayrılır.

a) Nokta Hataları

b) Çizgi Hataları

c) Yüzeysel Hatalar

d) Segregasyon

3.4.1.a. Nokta Hataları

Boş yer (Porozite): Katılaşma sırasında büzülme, yeterli sıvı olmaması veya

içeride gaz hapsolması nedenleri ile oluşur. Süreksizlik, kesitte daralma, mukavemet

kaybı nedenidir.

boş yer Şekil 3.21. Nokta Hataları, boş yer gösterimi(ÜN H.,2007).

Boşluklar atomların kristal içerisinde hareketlerini kolaylaştırır.


53

Şekil 3.22. Nokta Hataları: Boş yer oluşumu ile atomların hareketi(ÜN H.,2007). Ara yer: Her hangi bir kristalde esas atomların aralarındakilere daha küçük

çaplı atomların yerleşmesi ile oluşur.

Ara yer

Şekil 3.23. Nokta Hataları:Ara yer(ÜN H.,2007). Yer alan: Her hangi bir kristalde esas atomların yerine başka atomların

yerleşmesi ile oluşur.

Yer alan

Şekil 3.24. Nokta Hataları:Yer alan(ÜN H.,2007).


54

3.4.1.b. Çizgi Hataları

Dislokasyonlar, kristal yapıdaki çizgisel kusurlardır. Çizgi Hataları; atomların

hatalı dizilişleri bir çizgi boyunca devam ederse çizgi hatası oluşur. Çizgi hataları;

kenar dislokasyonu ve vida dislokasyonu olarak bilinir. Kenar dislokasyonu, kristal

içinde sona eren bir düzlemin kenarıdır. İşareti ⊥ şeklindedir.

Şekil 3.25. Kenar dislokasyonu(ÜN H.,2007). Vida dislokasyonunda ise, çizgi etrafındaki atomların dizilişi vidanın helisi gibidir.

Şekil 3.26. Vida dislokasyonu(ÜN H.,2007). Kenar ve vida dislokasyonları çoğu zaman beraber bulunurlar ki; buna karışık

dislokasyon denilir. Dislokasyonlar, atomların denge mesafesini bozduğu için

kristalin enerjisini artırır. Dislokasyon yoğunluğu, birim hacimdeki dislokasyon

çizgilerinin uzunluğu olarak verilir (mm / mm3).


55

3.4.1.c. Yüzeysel Hatalar

Dış Yüzey: İç kısımdaki atomlar kendini çevreleyen atomlar ile denge

durumunda olduğu halde, metalin dış yüzeye açılan atomlarında denge durumu

bozulmuştur.

Küçük Açılı Tane Sınırı: Kenar dislokasyonları birbirinin üzerine sıralanması

ile küçük açılı tane sınırları oluşur. İki boyutlu olan bu sınırlarda atomlar düzensiz

yerleşirler.

Tane Sınırları: Metal sıvı halden katı hale geçerken genellikle çok sayıda

kristal tanesi oluşur. Katılaşma tamamlandığında tanelerin birleştiği yerlerde 2-3

atom kalınlığında düzensiz yerleşme oluşur.

3.4.1.d. Segregasyon

Katılaşma sırasında belirli malzemelerin, belirli fazların, belirli bir yerde

toplanmasına segregasyon denir. Makro ya da mikro olabilir.

Şekil 3.27. Malzemede Segregasyon(ÜN H.,2007).


56

3.5. Mekanik Özellikler

Dış kuvvetlerin etkisi altında değişik zorlamalar karşısında malzemede oluşan

şekil değişiklikleri ve bu etkiler altında malzemenin gösterdiği dayanma gücü

özelliklerine mekanik özellikler adı verilir.

Normal gerilme;

AF

=σ (3.2)

Teğetsel gerilme(kesme, kayma, makaslama);

AT

=τ ………………………………(3.3)

Şekil 3.28. Gerilme Yönleri Kesitten uzaklaşan gerilmeler çekme gerilmesi adını alır ve işareti artıdır.

Kesite doğru gelen gerilmeler ise basınç gerilmesi adını alır, işareti eksidir. Kesme

gerilmeleri için ise pozitif işaret kuralı; normal doğrultudan saat ibrelerinin ters

yönünde okun ucunun yukarıda olması ile belirlenir. Gerilme bir, iki ve üç eksenli

olmak üzere çeşitli şekillerde cismi etkileyebilir.


57

Şekil 3.29. Malzemenin Gerilme Eksenleri Bir malzemenin cisimlerin dayanımı yönünden, hangi yük sınırında plastik hale

geçeceği veya hangi gerilme değerinde kırılacağını bulmak önemli bir sorundur.

Yapı için tehlikeli sayılacak bu sınırları deneylerle saptamak gerekir. Ancak

malzeme deneyleri çok defa tek eksenli gerilme altında yapılıp, tehlikeli sınırlar bu

gerilme durumu için saptanır. Üç eksenli gerilme halinin çeşidi sonsuz olup, bütün

haller için ayrı ayrı deney yapmak olanaksızdır. Ayrıca üç eksenli deney tekniği çok

zordur. Ancak gelişmiş laboratuarlarda bu deneyleri gerçekleştirmek mümkündür.

Şekil 3.30. Cismin tek ve 3 eksenli gerilmesi

Şekil 3.30’da bir cismin iki tip zorlanması gösterilmiştir. Bunların ilkinde

cisim, tek eksenli gerilme, σm ile sınır durumuna gelmiştir. İkinci şekilde cisim, üç

eksenli gerilme altında yine sınır durumundadır.


58

Fizik yönünden eşit olan iki halin gerilmeleri arasında;

),,( 321 σσσσ Fm = (3.4)

gibi bir bağıntı kurulabilir. Burada F üç asal gerilmeye bağlı bir fonksiyonu gösterir.

Üç eksenli gerilme altında cisim henüz kırılmamış veya plastik hale geçmemişse

bağıntı:

),,( 321 σσσσ Fm > (3.5)

gibi bir eşitsizlik olacaktır.

Statik yükleme hali için cisimlerin kırılma veya plastik hale geçişinde, farklı

faktörleri sorumlu tutan çeşitli varsayımlar üç ana grupta toplanabilir.

a) Gerilme varsayımları

b) Şekil değiştirme varsayımları

c) Enerji varsayımları

3.5.1. Malzemelerin Şekil Değiştirme Özellikleri

Bir malzemeye gerilme uygulandığında şekli değişir. Gerilme kalkınca

malzeme eski durumuna geliyor ise elastik şekil değiştirmeye, gelmiyor ise plastik

şekil değiştirme, ne ilk haline ne de son halinde kalıyorsa elastoplastik şekil

değiştirmeye uğramış denilir. Bir metal plastik şekil değişikliğine uğramış ise,

atomların yeri değişmiş demektir.

Plastik şekil değitirme atom düzlemlerinin birbirinin üzerinde, atomlar arası

bağlar koparılarak hareket ettirilmesidir. Yapılan teorik hesaplamalar, böyle bir

işlemin olabilmesi için gerekli gerilmenin, malzemenin pratikte uygulananın 100 ile

10000 katı kadar olması gerektiğini göstermiştir. Demek ki, plastik şekil değiştirme,

başka bir mekanizma ile meydana geliyor.

Yapılan incelemeler, plastik şekil değiştirmenin dislokasyon hareketi ile

meydana gelen kayma ile veya ikiz teşekkülü ile meydana geldiğini göstermiştir.


59

Şekil 3.31. Plastik şekil değiştirme Dislokasyonların kayma hareketi dışında tırmanma ve çapraz kayma hareketleri

vardır. Tırmanma; yüksek sıcaklıkta boş yerlerin yayınması ile dislokasyonunun

bulunduğu düzlemi terk etmesi olayıdır. Çapraz kayma; dislokasyonların düzlem

değiştirmesi olayıdır.

Şekil 3.32. Çapraz kayma

Dislokasyon hareketi, kayma gerilmesi ile meydana gelir. Ekseni doğrultusunda

çekilen bir metalin, dik kesitinde normal gerilme meydana geldiği halde, yine plastik

şekil değiştirme meydana gelir.


60

Şekil 3.33. Malzeme ekseninde ve dik eksende kayma Bunun sebebi, malzemenin dik kesiti ile herhangi bir açı yapan kesitinde,

kayma gerilmesi oluşmasıdır.

αCosFFD .= (3.6)

αSinFFY .= (3.7)

αCosss 0'

0 =

α

ατ

CossSinF

SFY

Y0

'0

.==

αατ CosSinSF

Y0

= (3.8)

45=α 0 C için en büyük değerini alır ve

αστ 221 SinY = ve

2σ

τ =eb olur. (3.9)


61

Bu bağıntıdan çıkan sonuç

1) Sünek metallerde meydana gelen plastik şekil değiştirme, kayma gerilmesi ile

meydana gelmektedir. Metale, normal gerilme oluşturan, çekme gerilmesi,

eğme gerilmesi ve basma gerilmesi de uygulansa normal gerilme ile şekil

değiştirme meydana gelmez. Görünüşte metal normal gerilme ile kalıcı şekil

değişikliğine uğramaktadır; aslın kalıcı şekil değişikliğini meydana getiren

kayma gerilmesidir.

2) Sünek metale, kayma gerilmesi meydana getiren burma gerilmesi ve kesme

gerilmesi uygulandığında göstereceği dayanım değeri çekme zorlamasında

göstermiş olduğu dayanım değerinin yarısıdır.

3.6. Çekme Diyagramı

Sünek bir metalin (çelik, alüminyum, bakır v.b) yük uzama diyagramı ya da

tipik mühendislik gerilme-gerinim diyagramı Şekil 3.34.’de verilmiştir. Aynı şeklin

(b) bölümünde ise doğrusal olan başlangıç bölgesi büyütülerek verilmiştir. Şekilden

de görülebileceği gibi, gerinim başlangıçta gerilme ile doğru orantılı olarak artar. Bu

bölgede şekil değişimi elastiktir, yani yükün boşaltılması ile parça başlangıçtaki

boyutlarını alır. Doğrunun (Hooke doğrusu) eğimi E ile gösterilir ve elastiklik

modülü (Young modülü) adını alır. Doğru boyunca Hooke kanunu

εσ E= (3.10)

denklemi ile ifade edilir. Çekme deneyinde parça uzarken kesit yüzeyi de azalır.

Deney çubuğunun eksenine dik doğrultudaki birim şekil değiştirme (en veya kalınlık

doğrultusu) ile eksenel (boyuna) doğrultudaki birim şekil değiştirme arasındaki

oranın mutlak değerine Poisson oranı denir ve υ ile gösterilir.

Yσ olarak belirtilen akma mukavemeti noktasından sonra gerilme-gerinim

ilişkisi doğrusal olarak devam etmez, yani artık Hooke kanunu geçersizdir. Yσ

noktası elastiklik sınırıdır. Elastiklik sınırı, çekme yükü kaldırıldığı zaman

malzemede kalıcı (plastik) şekil değişiminin görülmediği en büyük gerilmedir.


62

Şekil 3.34. Sünek bir metalin mühendislik çekme diyagramı (GYTE,2002).

Şekilde uσ ile gösterilen tepe noktası maksimum yükün uygulandığı ya da

maksimum mühendislik gerilme değerine ulaşıldığı noktadır. Bu noktadan sonra yük

boşaltılmadıkça azalan yük de malzeme kopma noktasına kadar gider. Şekilde

belirtildiği gibi uσ noktasına kadar olan bölge doğru plastik deformasyon bölgesi,

sonrası ise doğru olmayan plastik deformasyon bölgesi olarak adlandırılır.

3.7. Elastik-Plastik Deformasyon

Deneyler göstermiştir ki tek eksenli yüklemede belirli bir gerilme değerine

karşılık gelen gerinim iki kısımdan oluşur: Geri kazanılabilen elastik gerinim ve geri

kazanılamayan plastik gerinim. Elastiklik sınırı aşıldığında plastik şekil değişimi

başlar. Plastik alanda, çekme eğrisinin Şekil 3.34’te uσ maksimum tepe noktasından

önce bir A noktasında yük boşaltıldığı takdirde, Şekil 3.35’te ideal durumda geriye

dönüş elastik çizgisine paralel AB doğrusu boyunca olur Şekil 3.35 de görülebileceği

gibi BN arası mesafe geri kazanılan elastik deformasyon bölgesidir. OB arasındaki

mesafe ise malzemede kalıcı olarak kalan plastik deformasyon miktarıdır.


63

Şekil 3.35. Yük-Uzama diyagramı(GYTE,2002).

Elastik deformasyon da yük kaldırıldıktan sonra sıfıra iner. Plastik

deformasyon da yük kaldırıldıktan sonra sıfıra inmez, belli bir değerde kalır. Şekil

3.36.’da tek eksenli çekme mühendislik gerilme-mühendislik gerinimi eğrisini ve

çeşitli gerinim seviyelerinde numunenin durumunu gösterir.

3.8. 0.2% Akma Mukavemeti

Akma sınırının Şekil 3.37.’de olduğu gibi belirgin olmadığı hallerde %0.2

plastik gerinimin meydana geldiği mühendislik gerilme değeri akma sınırı olarak

kabul edilir. Bu gerilme değerinin bulunması için e=0.002 noktasından Hooke

doğrusuna paralel çizilir ve gerilme-gerinim eğrisini kestiği noktadaki gerilme değeri

akma mukavemet değeri olarak alınır


64

Şekil 3.36. Deformasyon bölgelerinin mühendislik gerilme-gerinim diyagramı ve test parçası ile ilişkisi (GYTE,2002).

Şekil 3.37. 0.2% akma mukavemeti(GYTE,2002).


65

3.9. Mühendislik Gerilme, Gerinim ve Gerçek Gerilme, Gerinim Tanımları 3.9.1. Mühendislik ve Gerçek Gerinim

Şekil 3.38’da gösterilen parçaya F çekme kuvveti uygulanmaktadır. Aşağıdaki

prosedür sonucu sadece gerçek gerinim tanımı elde edilmekle kalınmamakta aynı

zamanda çekme işlemi boyunca gerilme artışı hızı ile alan daralış hızı

ilişkilendirilmektedir.

Şekil 3.38. F;Çekme kuvveti uygulanan parça(GYTE,2002).

AF σ= (3.11)

AF lnlnln += σ

A

dAdF

dF+=

σσ (3.12)

Maksimum kuvvette ( F=Fmax, maksimum çekme dayanımında)

0=F

dF ’dır (3.13)

A

dAd−=

σσ (3.14)


66

Yukarıdaki denklem (3.14) maksimum kuvvet noktasında gerilimin artış

hızının alanın azalış hızına eşit olduğunu göstermektedir. Burada;

A0: İlk kesit alan

A: Güncel kesit alan

l 0 : İlk uzunluk

l : Güncel uzunluk

değerlerini ifade etmektedir.

Şekil 3.39. Yük-Uzama eğrisi(GYTE,2002).

Hacim sabitliği;

AllAV == 00 (3.15)

lAV lnlnln += (3.16)

ldl

AdA

VdV

+= (3.17)


67

Hacim sabit olduğuna göre hacim değişimini ifade eden terim;

0=VdV olur (3.18)

ldl

AdA

−= (3.19)

(3.14) ile (3.19) eşitlenirse;

εσσ d

ldld

== (3.20)

elde edilir.

Mühendislik gerinim tanımı:

0

0

llle −

= (3.21)

dır. Gerçek gerinim ya da logaritmik gerinim ise (3.20)’dan

ldld =ε

olarak tanımlanır, dl uzamadaki diferansiyel değişimi ifade eder.Aşağıdaki formlarda

kullanılır.

∫ ∫==L

L

L

L ldld

0 0

εε

0

lnll

=ε (3.22)


68

Şekil 3.40. Tek eksenli gerinim a) Çekme b) basma(GYTE,2002).

3.10. İkiz Oluşumu

Plastik şekil değiştirmenin diğer bir mekanizması ise ikiz teşekkülüdür. İkiz

teşekkülünde, ikiz bölgesindeki atomlar diğer atomlar ile ayna simetrisi oluştururlar.

İkiz oluşumu, kristalleşme esnasında veya plastik şekil değiştirme esnasında

meydana gelir. Gerilme uygulanan bir kristalde dislokasyon hareketi ile şekil

değiştirme oluşmuyor ise ikiz teşekkülü ile şekil değiştirme oluşur.

Şekil 3.41. İkiz teşekkülü ile şekil değiştirme


69

Şekil 3.42. Aynı ve zıt yönlü dislokasyonlar

� Dislokasyonların bazı özellikleri: Dislokayonlar aynı işaretli (aynı yönde) ise

birisi diğerine ancak belirli bir mesafede yaklaşabilir. Dislokayonlar zıt işaretli (ters

yönde) ise birbirlerini çeker ve nötrlerler.

Dislokayonların olduğu bölgelerde çeki ve bası gerilmeleri oluşur. Kayma

düzlemi en yoğun dizilmiş düzlemlerde oluşur. Dislokasyonlar sonucu plastik

deformasyonlar yani kalıcı deformasyonlar oluşur (Bağlar kopar yeni bağlar oluşur).

Tek taneli (kristalli) malzemelerde; bütün sistemde 45’lik kayma düzleminde

deformasyon oluşur. Çok taneli malzemelerde ise; bir tane kayma düzleminde plastik

deformasyona uygun iken yanındakilerin uygun olmayabilir. Dolayısıyla diğerlerinin

deformasyonunu beklemek zorundadır. Bu durumda daha fazla kuvvet gerektirir.

Çok taneli malzemeler, tek tanelilere göre daha yüksek dayanımlıdır.

Plastik deformasyon güçleşirse malzemelerin dayanımı artar. Başka bir deyişle;

dislokasyonlar engellenirse ve/veya güçleştirilirse malzemelerin dayanımı artar.


70

3.11. Soğuk Şekil Değiştirme ve Yeniden Kristalleşme

Metale plastik şekil değiştirme uygulandığında dislokasyon yoğunluğu ve buna

bağlı olarak sertliği ve dayanımı artar, sünekliliği ve tokluğu ise düşer. Hareket eden

dislokasyonlar ya kaymayı oluşturur ya da başka dislokasyon, tane sınırı gibi

engeller ile durdurulur. Engellerin önünde dislokasyonların yığılması (mesela tane

sınırlarında) bitişik tanedeki gerilmeyi artırır. Artan gerilme, bitişik tane içindeki

dislokasyon kaynaklarını harekete geçirir. Bu şekilde plastik şekil değiştirme taneden

taneye geçerek, tüm malzeme plastik şekil değiştirmeye uğrar.

Plastik şekil değişimine uğramış metalin kristal tane yapısı bozulur; taneler

şekil verme yönü doğrultusunda uzar.

Şekil 3.43. Plastik şekil değişimine uğramış metalin kristal tane yapısı

Plastik şekil değiştirme miktarı arttıkça dislokasyon yoğunluğu da artar.

Dislokasyonlar birbirlerinin hareketini engelledikleri için dislokasyon hareketi

zorlaşır. Bu olaya pekleşme veya şekil değiştirme sertleşmesi denilir. Plastik şekil


71

değiştirmenin artması ile öyle bir noktaya gelinir ki, artık malzeme şekil

değiştirmeye uğratılamaz, çatlaklar oluşur ve kırılır.

Dislokasyon bölgesindeki atomlar denge durumundan uzaklaştıkları için

dislokasyon yoğunluğunun artması (gerilmiş yay gibi) malzemenin iç enerjisini

artırır. Denge durumu bozulan atomlar denge durumuna gelme eğilimindedir.

Dışarıdan bir enerji (ısı) verilecek olursa, malzeme eski düzenli haline gelir. Bu

olaya yeniden kristalleşme denilir ( ÜN Hayri, 2007) .

Şekil 3.44. Dışarıdan ısı alarak malzemenin yeniden kristalleşmesi 3.12. Galvaniz Kaplamanın Ömrüne Etki Eden Faktörler

Çinko banyosundan çıkan saf çinko ( η(eta) tabakası ) kaplanmış malzeme, O2,

Nem ve CO2 ile reaksiyona girerek kaplama yüzeyi çinko karbonat

(3Zn(OH)2.ZnCO3.H2O) şeklini alır. Reaksiyon aşağıdaki gibi oluşur:

Zn + O2 → Zn(OH)2 → Zn(OH)2 +ZnO →

Zn(OH)2 + ZnO + CO2 → 3Zn(OH)2.ZnCO3.H2O ( Çinko Karbonat) (3.23)

Oluşan bu kaplamadaki çinkonun yüzeyden çok yavaş bir şeklide

çözünmesiyle çeliği uzun yıllar, yaklaşık 50- 80 yıl arasında korur (Thicker HDG).


72

Galvaniz kaplamanın dayanıklılığı bir seri çevresel faktörlere bağlıdır. Bunlar;

• Kuruma Zamanı

• Çevre Sıcaklığı

• Nemin pH Değeri

• Atmosferdeki Klorür Seviyesi

• Atmosferdeki Sülfat Seviyesi

• Diğer Kimyasallarla Teması

• Farklı Metallerle Teması

• Maruz kalma pozisyonu (yatay, dikey)

• Havalandırma Şartları ( IGCPL, 29).

Şekil 3.45. Kaplamanın kullanım ömrü, çinkonun kalınlığı ve atmosfer tipi. (Marder A.R., 2000)

Çelik üzerinde galvanizlenmiş kaplama: 1 g/m 2 =0.14 mikron 1 mikron = 7.14 g/m 2 Galvaniz kaplamanın ömrü kaplama kalınlığı artıkça artar ancak kalın

kaplamalar mekanik darbeler sonucunda bozulmaya daha eğilimlidir.


73

Çizelge 3.8. Çinko kaplama ağırlığından çinko kaplama kalınlığına dönüştürme tablosu

Kaplama Ağırlığı Kaplama Kalınlığı oz/ft 2 g/m 2 mils mikron 1.00 305.2 1.70 43 1.50 457.8 2.55 65 2.00 610.3 3.40 86 2.50 762.9 4.25 108 3.00 915.5 5.10 130 3.50 1068.1 5.95 153

3.13. Çelik Alt Tabakasının ve Kaplamanın Mekanik Özelliklerinin

Ölçülmesi 3.13.1. Malzemelerin Akma-Çekme Mukavemetinin Belirlenmesi Akma Mukavemeti: Elastiklik sınırından sonra malzemenin ani olarak şekil

değiştirmeye başladığı tanımlanmış bir miktarda kalıcı deformasyon sağlayan

mukavemet değeridir.

Çekme Mukavemeti: Akma noktasından sonra malzemeye kuvvet

uygulamaya devam edilirse gerilim ve uzama en yüksek değere ulaşılır. Bu noktada

ulaşılan kuvvetin kesit alana oranı çekme mukavemetini verir.

Çekme deneyine tabi tutulacak numunelerin şekil ve boyutları standartlarda

belirtilmektedir. Sonuçlar, numune boyut ve biçimine göre değişiklik gösterebilir.

Çekme deneyinde cihazların hassasiyeti çok önemlidir. Cihazların yük

sisteminin toleransı % 1 den düşük olmalıdır. Deney cihazı karşılıklı iki tutucu (çene)

tertibatından oluşup genellikle çenelerden biri sabit, diğeri hareketlidir.

Çekme deneyi, malzemelerin statik (darbesiz) yük altındaki mukavemet

özelliklerini saptamak ve malzemelerin özelliklerine göre sınıflandırılmasını

sağlamak amacıyla uygulanan, mühendislik açısından çok önemli bir mekanik

deneydir.

Çekme deneyi standartlara göre hazırlanmış deney numunesinin tek eksende,

belirli bir hızla ve sabit sıcaklıkta koparılıncaya kadar çekilmesidir. Deney sırasında

standart numuneye devamlı olarak artan bir çekme kuvveti uygulandığında, aynı

esnada da numunenin uzaması kaydedilir.


74

Çekme deneyinin en büyük özelliği, deney sonucu bulunan malzeme özellikleri

mühendislik hesaplamalarında doğrudan kullanılmasıdır. Çekme deneyi sonucunda

numunenin temsil ettiği malzemeye ait aşağıdaki mekanik özellikler bulunabilir:

Elastisite özelliği, Elastiklik sınırı, Rezilyans, Akma gerilmesi, Çekme

dayanımı, Tokluk, % Uzama, % Kesit daralması.

Çekme deneyinde kullanılacak numunelerin yukarıda anlatılan özellikleri tam

olarak hatasız bir şekilde çıkarılabilmesi için, alındığı malzemeyi net bir şekilde

temsil edebilmeleri şarttır. Ayrıca şu hususların bilinmesi de, sonuçların irdelenmesi

bakımından gereklidir: İmalat şekli, Döküm, Kaynak, Sıcak dövme veya

haddelenmesi, Soğuk dövme veya haddelenmesi, İmalat şekline göre yönleme, tatbik

edilen ısıl işlemler.

Deney sonuçlarının irdelenmesinde, numunenin alındığı malzemenin durumu

yanı sıra, alınan numunede numunenin alındığı bölgeler, numunenin alınış şekli,

numunenin hazırlanış şekli hususların bilinmesi faydalıdır:

3.13.2. Sertlik ve Aşınma Direncinin Ölçülmesi 3.13.2.1. Sertlik Ölçme Metotları Sertlik: Bir malzemenin kendisine batmak isteyen kendisinden daha sert bir

zeminde basınç etkisine karşı gösterdiği dirençtir ve sertlik olarak bilinir. Sertlik

ölçme metotları ikiye ayrılırlar.

1. Dinamik sertlik ölçme metotları: Belli bir yükseklikten malzeme yüzeyine

düşürülen standart sertleştirilmiş bilyenin sıçrama boyuna göre hesaplanır.

2. Statik sertlik ölçme metotları: 3 çeşit ölçme metodu vardır.

a. Rockwell Sertlik ölçme metodu (Amerikan): 120º Açılı elmas konik uç

1/16", 1/8", 1/4", 1/2" çaplarında standart sertleştirilmiş bilye uçlar kullanılır.

Ölçülmek istenilen malzemeye göre Rockwell C (RC), Rockwell B, Rockwell A

olarak adlandırılan uçlar kullanılır.

b. Brinell Sertlik ölçme metodu(Alman) : 1.25, 2.5, 5, 10 mm çaplarında

standart sertleştirilmiş ( 850 BSD ) bilye uçlar ile 500-1000-3000 kg. yük uygulanır.

Uygulanan yükün etkisiyle malzemede meydana gelen iş alanının uygulanan yüke

oranlaması ile brinell sertlik değeri bulunur. Ölçme yani yük bir hidrolik vasıtası ile


75

10 ile 30 sn zarfında yüklenir. Bu metotla orta sertlikteki (sertleştirilmiş çelikler)

dökme demirler ve yumuşak malzemelerin sertlik değeri ölçülebilir.

c. Vickers Sertlik ölçme metodu (İngiliz):136º Açılı elmas pramit uç ile 1-

120 kg. yük uygulanır. Uygulanan yükün etkisiyle malzemede meydana gelen iz

alanının yüke oranlaması ile vickers sertlik değeri bulunur.

3.13.3. Aşınma Türleri

Aşınma, katı yüzeylerden malzeme azalması, malzeme kaybı ya da bu

yüzeylerin kullanılmaz hale gelmesidir. Aşınma nedeniyle ülke ekonomileri

açısından, büyük ölçüde madde ve enerji sarfiyatı olmaktadır. Aşınma, genel olarak

abrazyon, erozyon, adezyon ve yüzey yorulması olarak sınıflandırılmaktadır. Bu

sınıflandırma, aşınan yüzeye gelen yük, aşındırıcı parçacığın boyutu ve türü, temas

şekli ve temas geometrisi gibi etkenler dikkate alınarak yapılmıştır. En fazla aşınma

kaybı, genellikle abrazyon aşınması türlerinde görülmektedir.

1. Abrazyon Aşınması

Katı bir yüzeye karşı veya yüzey boyunca hareket eden sert parçacıkların

yapmış olduğu aşınmadır. Karşılaşılan aşınma türlerinin %60'ı abrazyon aşınmasıdır.

Abrazyona neden olan parçacık ya da parçacıklar aşınmaya maruz kalan yüzeyden

daha serttir. Aşındırıcı parçacıkların yüzeyde yapmış olduğu hasar tipleri: kayma,

yuvarlanma, tıraşlama, kesme, çizme, öğütme, zımparalamadır. Bu aşınma türünde,

parçacık boyutu ve yükleme en önemli parametrelerdir.

Abrazyon Çeşitleri : Düşük Gerilmeli Abrazyon, Yüksek Gerilmeli Abrazyon,

Eşme, Yongalama, Oyma ya da Yontma, Parlatma.

2. Erozyon Aşınması

Etkin hasar türü: Katı parçacık ve/veya akışkan parçacıkların yüzeye çarpması

sonucu aşındırma yapması söz konusudur.

Erozyon Çeşitleri: Katı Parçacık Çarpması, Akışkan Çarpması Erozyonu,

Kavitasyon, Çamur Erozyonu.


76

3. Adezyon Aşınması

İki katı yüzeyin aralarında yerel bir temas bağı oluşturarak yapışması söz

konusudur Yapışan yüzeylerin yük, hareket ve titreşim gibi sebeplerle birbirinden

ayrılmakta ve beraberinde yüzeyden kütlesel olarak parçalar kopmaktadır.

Adezyon Çeşitleri:Yeme Aşınması, Yapışıp Kaldırma Aşınması, Kaynama,

Sıyırma ya da Kaldırma, Oksidatif Aşınma.

4. Yüzey Yorulması

Oluşum mekanizması, herhangi bir yüzey üzerinde tekrarlı yuvarlanma ya da

kayma sonucunda üretilen bası-çeki gerilmeleriyle katı yüzeyden malzemenin

kopması ya da ayrılması şeklinde gerçekleşir. Ortaya çıkan aşınma ve ürünlerinin

farklı olmasında, yorulmaya sebep olan hasar vericinin geometrisi çok önemlidir.

Yüzey Yorulma Çeşitleri: Yorulma ile çukurlaşma, Parçacıkların tabakalar

şeklinde yüzeyden kopması, Çarpma ya da Darbe Aşınması.

3.14. Malzemelerin Büyüklüğü ve Galvanizleme

Çoğu konvansiyonel yapısal çelik parçaları galvanizlenebilirken, farklı

parçaların kullanılması ile problemler ortaya çıkabilir. Kabul edilebilir bir

konvansiyonel galvanizleme havuzunda 100 mm üzerinde çok kalın parçaların

galvanizlenmesi çok güç olabilir. Bu parçaların her bir birim hacimdeki miktarı çok

yüksek olur ve galvanizleme havuzunda çinko donma noktasının sadece yaklaşık 35 oC üzerindeyken parça daldırılırken, çinko parça çevresinde donar ve 50 mm veya

daha kalın bir donmuş çinko tabakası oluşur.

Kaplanan çinko tekrar eritilmeli ve sonra parçanın kendisi galvaniz kaplama

oluşması için banyo sıcaklığına kadar ısıtılmalıdır. Bu olayların sıklığı parça

yüzeyinde fluxın performansını etkileyebilir ve yüzey üzerinde kaplanmamış

yüzeylere neden olabilir. Bu hataları minimuma indirmek için parçayı ön ısıtma

işlemine tutulabilir ya da özel galvanizleme havuzu tasarım gerektiren daha yüksek

galvanizleme sıcaklığında işlem yapılabilir.


77

3.15. Galvanizlemeden Sonra Karşılaşılan Problemler

3.15.1. Islak Depolamadan Kaynaklanan Leke (Beyaz Pas )

Çoğu kullanıcı ve bütün galvanizcilerin ortak sorunu olan, genellikle

kaçınılması zor şartlar altında çinko yüzeylerinin hızlı korozyonu, ıslak depolamadan

kaynaklı leke ve bazen de beyaz pas olarak ifade edilir.

Islak depolamadan kaynaklı leke sıkı paketleme, yeni galvanizlenmiş

aparatların depolanması ya da ıslak ve/veya zayıf havalandırma şartları altında

nakledildiğinde, beyaz hacimli ya da gri tabaka çinko kaplamasının hızlı korozyona

uğramasıyla oluşur.

Bunlar çoğunlukla galvanizlenmiş saclar, tabakalar, köşebentler, çubuklar ve

borular gibi istiflenmiş ve toplanmış malzemelerin üstünde bulunur.

3.15.2. Bazı Galvaniz Kaplamaların Gri Görünmesinin Nedenleri

Sıcak daldırma galvaniz kaplamalar çelik ve çinko arasında bir metalürjik

reaksiyonun sonucunda olur. Bu reaksiyon çelik yüzeyinde büyüme olan kristallerin

iğne şeklinde oluşan çinko-demir alaşımlarının bir serisi olarak oluşur.

Konvansiyonel galvaniz kaplamalar da kaplamanın %80’ni alaşım tabakası ve

%20’nin üzerinde çinko kaplaması oluşur. Bu yüzey tabakası parlak bir görüntü

oluşmasını sağlar. Serbest çinko içeren kaplama yüzeyi oluşmadığında, çinko demir

kristalleri görünebilir ve bunun görüntüsü gri görünür veya mat gümüş kaplama

görüntüsü verebilir.

Galvaniz kaplama işleminde çinko ile çelik arasındaki reaksiyon bir seri

faktörlerin fonksiyonu olarak oluşur. Gri kaplama oluşmasına neden olan en önemli

faktörler sırasıyla:

• Çeliğin Kimyasal Kompozisyonu

• Çelik Malzeme Kalınlığı

• Galvanizleme Banyo Sıcaklığı

• Galvanizlemeden Sonra Çeliğin Soğuma Oranı


78

Bunlardan çeliğin kimyasal kompozisyonu en önemlisidir. Özellikle çeliğin

içinde bulunan iki alaşım elementi olan Silisyum (Si) ve Fosfor (P), çinko ile çelik

arasında reaksiyon oranın artmasına neden olur. PSi %5.2% + <0.09 seviyesini

aşarsa gri kaplama oluşması muhtemelen artacaktır.

Şekil 3.46. Çelik yapısındaki %Si etkisi ile boru üzerinde oluşan gri/parlak alanlar

Reaktifliğin sınır çizgisinde olan reaktif (yüksek silikon) çelikten yapılan boru

üzerinde çok uzun bir alacalı gri/parlak kaplama görülmektedir. Gri bölge %100

alaşım tabakasıdır. Parlak bölge yüzeyde serbest çinkoya sahip bölgedir.

3.15.3. Galvaniz Kaplamanın Pullanması

Sıcak daldırma galvaniz kaplanmış malzemelere bazen hiçbir mekaniksel

kuvvet uygulamadan kaplama yüzeyinde pullanma görülebilir. Kaplamanın

laminasyonu, kabarması ya da pullanması sadece bir seri metalürjik olayların

oluşmasıyla ortaya çıkar. Bu olaylar;

1. Çelik kimyasallarının eriyik sıvı çinko ile reaksiyona girmesi ve sonuç

olarak normalden daha kalın kaplamanın oluşması

2. Soğuma işlemi sonucunda çelik kaplamanın içinde/kaplama yüzeyinde

mekaniksel gerilimlere neden olması

3. Mekaniksel gerilimlerin galvaniz kaplamayı kolayca etkilemesi

ile oluşur.


79

Sıcak daldırma galvaniz kaplamalar ortalama 455oC de sıvı çinko içinde çeliğin

daldırılması ile oluşur. Kaplama çinko içindeki daldırma zamanına, çeliğin yüzey

şartlarına, çeliğin kimyasal özelliklerine bağlıdır.

Sıcak daldırma galvaniz kaplamanın kalınlığını, çelik-çinko ile reaksiyona

girdiğinde oluşan çinko-demir alaşım tabakasının kalınlığı belirler. Bu alaşım

tabakaları genellikle sert ve esnek olmazlar.

Daha kalın galvaniz kaplama daha uzun ömürlüdür ancak kaplama yaklaşık

200 mikron kalınlığına ulaştığında kalın alaşım tabakaları, pullanmaya başlarlar.

En yaygın galvaniz kaplama pullanmasına neden olan sıcak kabuklanmadır. Bu

genellikle çelik ağır malzeme kalınlığındaysa, yavaşça soğur ya da pasivasyon

işleminde yeterince soğumadığında, çelik kütlesinde yüksek olan sıcaklık nedeniyle

kaplamadan yüzeye doğru artan bir sıcaklık olur.

Bu ısıtma ya da soğumanın neden olduğu termal gerilim çelikte/ kaplama ara

yüzeyinde yüksek ayrılma kuvveti yaratarak, kaplamada laminasyon oluşturur. Bu

yüzeyden kaplamanın kabarmasına, ya da kötü görüntüsüne, pul pul dökülmesine

neden olur.

Mekaniksel pullanma genellikle köşelerde veya galvaniz kaplamanın yüksek

yerel basınca veya etkiye tabi tutulan alanlarında oluşur.

Pürüzlü çelik yüzeylerinde kaplamanın mekaniksel olarak daha uygun

oluşmasından dolayı galvaniz kaplama laminasyonu genellikle çok az olasılıkla

oluşur. Artan oranda Fosfor gibi alaşım elementlerinin bulunması kaplamanın

pullanması riskini artırır.


80

3.15.3.1. Pullanma Problemlerinin Azaltılması

İlk olarak, uygun kimyasal kompozisyona sahip çeliğin kullanılması gerekir.

Pullanma problemlerini en aza indirmek için en önemli adımlar:

• Çinko-demir alaşımı tabakası büyümesini azaltmak için daldırma zamanı

azaltılmalı

• Galvanizlemeden sonra mümkün olduğunca sürekli bir şekilde parça

soğutulmalı. Passivasyon işleminde parçanın tümüyle soğutulduğundan emin

olunmalı ve artan sıcaklık kalın parçalarda kaplamayı tekrardan ısıtmamalı

• Havalandırma uygun şekilde yapılmalı ki birbirine yakın istiflenen parçalar

yakınındakini ısıtmasın(IGCPL,27).

Şekil 3. 47. Çelik yüzeyinden alaşım tabakasının (gama tabakası) pullanmasının altını gösteren, dökülen parçaya yakın alanı gösteren mikro grafik(IGCPL,27).

Şekil 3.48. Çeliğin kimyasal değerleri nedeniyle çeliğe zayıf yapışmayla birlikte kırılgan ve kalın bir kaplama oluşmasına neden olur, içerdiği yüksek fosfor oranı neden olmuştur(IGCPL,27).


81

3.16. Deneylerde Kullanılan Cihazlar 3.16.1. Atomik Absorpsiyon Spektrometresi Metallerin yakılıp buharlaştırılarak ve kaynaktan gelen ışın demetine maruz

bırakılarak dalga boylarına göre içerisindeki eser miktarda bulunan metalin ppm

veya % olarak hesaplanmasını içeren bir analiz metodudur. Çinko havuzundaki

elementlerin ağırlıkça yüzdelerini bulmak için kullanılacaktır.

Perkin Elmer AAnalyst 400: Spektrometre, 2 alev başlığı sayesinde toplam 5

farklı element okunabiliyor. Küçük alev başlığı ile Al, Sn, Cd büyük alev başlığı ile

ise Fe ve Pb okunuyor. Alev C2H2 (asetilen) gazının N2O (Diazotmonooksit) gazı ile

yakılması sonucu elde ediliyor.

3.16.2. Optik Emisyon Spektrometresi

Spectro marka spektrometre kullanılarak çelik sacların kimyasal analizi

yapılacaktır.

3.16.3. Mikrometre

Positector- 6000 marka mikrometre kullanılarak çelik yüzeyindeki çinko

kaplamanın kalınlığı ölçülecektir.

3.16.4. Elektronik Tartım Cihazı

AND- GF 600 marka tartım cihazı -Max 610 g Min. 0,02 g e=0,01g d=0,001g-

kaplamadan önce ve sonra sacı tartmak için kullanılacaktır.

3.16.5. Çekme Cihazı

Zwick marka çekme cihazı malzemenin mekaniksel testlerinin yapılmasında

kullanılacaktır.


82

3.16.6. Yüzey Pürüzlülüğü

Çelik sacın galvanizlemeden önce yüzey pürüzlülüğü (Ra) ölçülecektir. Adana,

Silsan A.Ş laboratuarında bulunan HOMMEL TESTER T1000 T1P.02/29 tipi cihaz

kullanılacaktır.

3.16.7. Metalografik Numune Hazırlamada Kullanılan Cihazlar ve

Yardımcı Malzemeler

3.16.7.1. Metalografik Numune Kesme Cihazı

(METKON) METACUT-M 250 CUT OFF MACHINE

SOĞUTMA SIVISI: METCOOL /SOLUBLE OIL

KESME TAŞI:(METKON) 19- 022/A CUTO 250X1,5X32

MAX. 3440 MIN

MEDIUM

3.16.7.2. Metalografik Numune Kalıplama

(METKON) METAPRESS-A

MOUNTING PRESS

NUMUNEKALIP ÇAPI: Ø 30

PİSTON BASINCI: 300kg/cm²

BAKALİT: BAK-B

MOULDING COMPOUND

Type:Phenolıc Powder

Colour:Black

3.16.7.3. Metalografik Numune Taşlama

(METKON) FORCIPOL 2V

GRINDER –POLISHER

Kullanılan zımpara :WS FLEX 18 C Water prof


83

180,320,600,1000,1200 Meshlik zımpara taşları

3.16.7.4. Metalografik Numune Parlatma

PARLATICI KADİFE

İNCELTİCİ SIVI: DIAPAT

DIAMOND LUBRICANT

MONOCRYSTALLINE

PASTA: DIAMOND SUSPENSION

MONOCRYSTALLINE

Mıcron: 1

3.16.7.5. Dağlama

Parlatma işlemi tamamlandıktan sonra parlatılmış yüzey hazırlanmış olan

%3’lük nitrik asit çözeltisine daldırılarak dağlama işlemi yapılır. Uygun dağlama

yapıldıktan sonra optik mikroskop ile makro ve mikro yapı incelenir

3.16.8. Mikroskop

MAKRO İNCELEME:(SOIF) Trinoküler stereo zoom mikroskop

(7X,10X,15X,20X,25X,30X,35X,40X,45X)

MİKRO İNCELEME:(SOIF XJP-6A)Metal mikroskobu (400X)

Makro inceleme için Yüzey Hazırlama işlemi;

1 – Kesme : Metkon otomatik numune kesme makinesinde su soğutmalı kesme

işlemi yapılacaktır.

2 – Numune kalıplama : Bakalit ile Metkon kalıplama makinesinde Ø 30 mm

ebadında kalıplama yapılacaktır.

3 – Zımparalama :

A – 180 mesh zımpara

B – 320 mesh zımpara

C – 400 mesh zımpara


84

D – 600 mesh zımpara

E – 800 mesh zımpara

F – 1000 mesh zımpara

G – 1200 mesh zımpara

Kademelerinde zımparalama, su ile birlikte su zımparasında tatbik edilecektir.

Metkon Döner tambur tipi zımpara makinesi kullanılacaktır. Mesh, 1 inch2 deki

nokta (pürüz ) sayısıdır.

4 – Parlatma : Elmas süspansiyon ile 1 numaralı keçede. Metkon parlatma

ünitesinde yapılacaktır.

5 – Makro inceleme: Trinoküler stereo zoom mikroskop ile kaplama yapısı

incelenecektir.

3.16.9. Sertlik Ölçme Cihazı

Metkon Marka Sertlik Ölçüm Cihazı Ölçüm Yöntemi: Cihaz açma

tuşundan cihaz açılır. Kullanılacak ağırlık miktarı seçilir (1 kg). Sağ yandaki görüntü

kolu ile görüntü ayarlanır. 10 x mercekten bakılarak görünür iki dikey çizgi mercek

yanındaki butonlar yardımı ile aralarından ışık sızmayacak şekilde yan yana getirilir.

Cihaz üzerindeki zero tuşuna basılarak kullanım öncesi sıfırlama yapılır. Start

düğmesine basılarak 1 kg. yük 5 sn boyunca numune üzerine otomatik olarak

uygulanır. Oluşan iz mercekten görünen iki siyah çizgi arasına alınır ve karşılıklı

köşeler arasındaki mesafe ölçülür. 10x merceğinin yanındaki butona basılarak oluşan

iz 90 derece döndürülür ve tekrar görünen iki siyah çizgi arasına alınır. Son kez 10x

merceğinin yanındaki butona basılarak sertlik ölçme işlemi tamamlanır. Sertlik

değeri ekrana vikers (hv) olarak yansır. İstendiğinde ekran üstündeki hrc tuşuna

basılarak okunan değer rockwell cinsine çevrilebilir.

4. BULGULAR VE TARTIŞMA Derya YALUK

85

4. ARAŞTIRMA VE BULGULAR

4.1 Farklı Kimyasal Yapıya Sahip Saclarla Galvaniz Kaplama Elde Edilmesi

Tosyalı Holding laboratuarındaki Spectro marka Spektrometre kullanılarak

farklı kalınlıklarda 7 adet farklı kompozisyona sahip çelik sacların kimyasal

analizleri yapıldı. Analiz sonuçları Çizelge 4.1.’de verilmiştir. Bu numunelerle

birçok deney serisi aşağıda yapılmıştır. Çizelge 4.2.’de malzemelerin akma-çekme

analiz sonuçları yer almaktadır.

Çizelge 4.1. Farklı kompozisyona sahip çelik sacların kimyasal analiz sonuçları

N.No Kalınlık mm C Mn Si P S Al

1. 1,5 (CR) 0,0904 0,2590 0,0050 0,0225 0,0163 0,0379

2. 1,5 (HR) 0,1340 0,4100 0,0152 0,0175 0,0087 0,0818

3. 2.00 0,1470 0,4280 0,0987 0,0163 0,0162 0,0339

4. 2.40 0,0681 0,3740 0,0050 0,0145 0,0199 0,0085

5. 2.50 0,1440 0,3510 0,0050 0,0157 0,0140 0,0068

6. 3.00 0,0963 0,5270 0,0081 0,0135 0,0142 0,0614

7. 4.00 0,0974 0,4100 0,0054 0,0113 0,0203 0,0519

Bu deneyde kullanılan kimyasal havuzların özellikleri:

1. Yağ Alma Havuzu: Yüzey görsel olarak yağlı görünmediği zaman yağ alma

havuzuna alınmadı. Normalde %10 H3PO4 , %90 H2O çözeltisine batırıldı.

2. Asit Havuzu:.%50 HCl asit çözeltisine daldırılıp yüzey tamamen

temizleninceye kadar malzeme beherde (ortalama 20 dk.) bekletildi.

3. Saf Su Havuzu: Malzemelerin tamamı saf sudan geçirildi.

4. Fluxlama Havuzu: %54 ZnCl2 ve % 46 NH4Cl oluşan flux banyosuna 1 dk.

daldırıldı. Fulaxtan sonra 10 dk. 120 oC de malzemeler kurutuldu.


86

Çizelge 4.2. 7 Farklı sacın spektrometreden alınan kimyasal analiz sonuçları

Numune No Kalınlık mm Döküm Rulo Akma Çekme Uzama C Mn Sİ P S Al1. 1,5 (CR) 362594 55 192,64 309,08 40,71 0,0904 0,2590 0,0050 0,0225 0,0163 0,03792. 1,5 (HR) 992563 459 306,95 404,70 34,84 0,1340 0,4100 0,0152 0,0175 0,0087 0,08183. 2.00 314499 701 391,05 460,32 27,92 0,1470 0,4280 0,0987 0,0163 0,0162 0,03394. 2,4 164163 442 268,43 381,37 32,65 0,0681 0,3740 0,0050 0,0145 0,0199 0,00855. 2,5 564004 731 291,62 450,26 24,77 0,1440 0,3510 0,0050 0,0157 0,0140 0,00686. 3.00 210015 46 320,94 453,07 30,09 0,0963 0,5270 0,0081 0,0135 0,0142 0,06147. 4.00 310032 416 314,81 426,27 34,83 0,0974 0,4100 0,0054 0,0113 0,0203 0,0519


87

5. Çinko Havuzu: 450-455 oC arasında ki sıcaklıkta tutulan eriyik halindeki Zn,

Al, Fe, Pb(Cr), Sn, Cd elementler içeren havuza malzemeler daldırıldı. Çinko

havuz konsantrasyonu Çizelge 4.3.’de verilmiştir.

6. Pasivasyon: Sıcaklığı 72 o C iletkenliği 1500 microsimens olan pasivasyon

havuzunda 1 dk. kadar numuneler bekletildi. Pasivasyon içeriği krom veya

fosfor içeren özel kimyasallardan oluşur ve işletmeden işletmeye değişir. 6 ay

ile 1 yıl arasında malzemeyi beyaz pasa karşı koruyabilir.

Çizelge 4.3. Çinko banyosundan alınan bir numunenin atomik absorpsiyon

spektrometresinde yapılan analiz sonuçları

Fe %wt

(56)

Pb %wt

(207)

Al %wt

(27)

Sn %wt

(118)

Cd %wt

(112)

Zn % wt

(65)

Yüzey 0,0182 0,001 0,008 0,123 0,0005 99,84

Dip(50cm) 0,0173 0,001 0,001 0,1135 0,0051 99,87

Çizelge 4.3.’de çinko havuzundan alına çinko kütlesinin atomik absorbsiyon

spektrometresinden alınan analiz sonuçlarını göstermektedir. 4.1.1. %0,005 Si İçerikli Sacın Kaplama Kalınlığının Zamanla Değişimi

Bu deneyde 2,40 mm kalınlığındaki HR malzeme 5cmx10cm boyutlarında

kesilerek 6 adet numune hazırlandı. Numuneler kimyasal yüzey temizleme

işlemlerinden geçirilerek 30, 60, 90, 120, 180 sn çinko banyosuna daldırılarak,

daldırma süresinin kaplama kalınlığına etkisi araştırıldı. Çizelge 4.4.’de %0,005 Si

içeren sacın kimyasal analiz sonuçları verilmiştir.

Çizelge 4.4. %0,005 Si içeren sacın kimyasal analiz sonuçları

Numune No Kalınlık mm C Mn Sİ P S Al

4. 2.40 0,0681 0,3740 0,0050 0,0145 0,0199 0,0085

Tüm kaplamaların her birinin ortalama 20 bölgesinden kaplama kalınlığı

ölçülüp, Çizelge 4.5.’de ortalama değerleri yazılmıştır. Sacın kaplama öncesi ve

sonrası ağırlığı hassas terazide tartılarak Çizelge 4.6. oluşturulmuştur.


88

Çizelge 4.5. % 0,005 Si içeren sacın kaplama kalınlığının daldırma zamanıyla değişmesi

Daldırma Zamanı (sn) 30sn 60sn 90sn 120sn 180sn

Ort. Kaplama kalınlığı ( mµ ) 46,8 57,0 63,0 67,3 76,4

Çizelge 4.6. % 0,005 Si içeren sacın kaplama öncesi ve sonrası ağırlığı


Kaplamadan önce sac ağrl.(g) 99.1 104.2 100.9 99.8 104.7

Kaplamadan sonra sac ağrl.(g) 102.8 108.6 105.4 106 110.2

Fark (g) 3.7 4.4 4.5 6.2 5.5

Şekil 4.1.’de 2,40 mm sacların daldırma süresine göre kaplama kalınlığının

değişiminin grafiği çizilmiştir. İlk 30 sn.’de ortalama 47 mikronluk bir kaplama

oluşmuştur.

Şekil 4.1. 2,40 mm sacların daldırma süresine göre kaplama kalınlığının değişmesi

Asit banyosundan geçirildikten sonra yüzeyde gözle görülebilir bir atık

oluşmamıştır. Kaplamadan sonra yüzeyde siyah lekeler görülmemiştir. Çinko

havuzundan çıkartılan numunelerin daldırma süresi arttıkça yüzeyde çiçeklenmelerin

büyüklüğünün artığı görülmüştür. Havuz yüzeyindeki cüruf nedeniyle havuz yüzeyi

temizlendikten sonra daldırma yapılmalıdır. Aksi takdirde yüzeydeki cüruf

kaplamaya yapışarak yüzey kalitesini etkilediği görülmüştür.


89

Çiçeklenme: Galvaniz yüzeyinde görülen tipik bir çiçeklenme örneği Şekil 4.2.

de yer almaktadır. Yapılan deneyler sonunda havuza atılan alüminyum plakalarının

önemli bir ölçüde havuz yüzeyinde kalmasından dolayı, malzeme havuzdan

çıkarılırken alüminyum elementi malzeme yüzeyine yapışmaktadır. Parlak ve

çiçeklenme olarak adlandırılan bir görüntü elde edilebilir. Ancak bazı kullanıcılar bu

çiçeklenmeyi isterken bazıları da bunu istemeyip, yüzeyin mat olmasını istemektedir.

Şekil 4.2. Galvaniz yüzeyinde görülen tipik bir çiçeklenme örneği. (A.R. Marder,2000)

Çinkonun çelik ile reaksiyonu sonucu ortaya çıkan Fe-Zn ara fazlarını görünür

kılmak için parlatılan numuneler, %3 nitrik asit içeren çözeltide birkaç saniye

dağlanmıştır. 120 sn daldırılan %0,005 Si içeren sacın makro ve mikro görüntüleri

Şekil 4.3.’de görülmektedir.


90

X30

X400

X400

X400

Şekil 4.3. 120 sn daldırılan %0,005 Si içeren sacın makro ve mikro görüntüleri

4.1.2.Yüzey Temizleme İşlemi Yapılmadan Oluşan Kaplamanın Özellikleri

Bu deneyimizdeki amacımız yüzey temizleme işlemi yapılmadan doğrudan

çinko banyosuna atılan bir malzemenin havuzdan çıkarıldıktan sonra kaplama

yapısının araştırılmasıdır.

Çizelge 4.7.’de kimyasal kompozisyonları verilen malzeme, kimyasal yüzey

temizleme işlemlerinden geçirilmeden sadece çinko havuzuna atıldı. Atılırken

sıçramalar olmaması için 60 oC ısıtılarak çinko havuzuna daldırıldı. Bir yüzünün

tamamen kaplanmadığı diğer yüzünün ise kısmen kaplandığı görüldü. Lokal kaplama

kalınlıkları 22, 32,44, 52 mikron olarak ölçüldü. Yüzey temizleme işlemi yapılmadan

oluşan kaplamanın görüntüleri Şekil 4.4.’de görülmektedir.

Çelik

1.Tabaka

2.Tabaka

3. Tabaka

Bakalit


91

Çizelge 4.7. Yüzey temizleme işlemi yapılmadan kaplanacak malzemenin kimyasal analizi

N. No Kalınlık mm C Mn Sİ P S Al

2. 1,5 (HR) 0,1340 0,4100 0,0152 0,0175 0,0087 0,0818

Galvanizleme yapan işletmeler kendilerine en uygun kimyasalları seçmek ve

uygun ön yüzey temizleme işlemlerini seçmek için ciddi boyutta harcama

yapmaktadırlar. Araştırmaları sonucunda kendi işletmeleri için en uygun yöntemle,

gelen malzemeleri ön yüzey temizleme işlemlerinden geçirmektedirler. Kaplamaya

etki eden faktörlerden en önemlisi çelik yapısındaki elementler olduğu kadar, yüzey

temizleme işlemleri ve burada kullanılan kimyasalların da büyük ölçüde önem

kazandığı bu deney sonucunda görülmüştür.

Şekil 4.4. Yüzey temizleme işlemi yapılmadan oluşan kaplamanın görüntüleri


92

4.1.3 % 0,0987 Si İçeren Sacın Kaplama Kalınlığının Zamanla Değişimi Literatürdeki birçok çalışmada %Si değerinin artması ile kaplama kalınlığının

önemli ölçüde arttığı bildirilmiştir. Bu çalışmamızda bu önemli artışı gözlemlemeye

çalışacağız. Çizelge 4.8.’de hazırlanan numunenin kimyasal analiz sonuçları yer

almaktadır. Şekil 4.5.’de kaplamanın 25 büyütme ile makro ve 400 büyütme ile

mikro görüntüler yer almaktadır. Şekil 4.6.’de kaplama kalınlığının daldırma süresi

ile değişimi yer almaktadır.

Çizelge 4.8. % 0,0987 Si içeren sacın kimyasal analizi

Num No Kalınlık mm C Mn Sİ P S Al

3. 2.00 0,1470 0,4280 0,0987 0,0163 0,0162 0,0339

Şekil 4.5. 60 sn daldırılmış 0,0987% Si içeren malzemenin kaplama kalınlığının makro

ve mikro görüntüsü

Makrox25

Mikrox400


93

Çizelge 4.9. % 0,0987 Si içeren sacın kaplama kalınlığının daldırma zamanıyla değişmesi


Ort. Kaplama kalınlığı ( mµ ) 66,5 84,0 95,08 120,94 142,0

Çizelge 4.10. % 0,0987 Si içeren sacın kaplama öncesi ve sonrası ağırlıkları


Kaplamadan önce sac ağrl.(g) 80,595 83,985 80,894 83,970 83,228

Kaplamadan sonra sac ağrl.(g) 84,865 89,996 86,832 92,767 93,230

Fark (g) 4,27 6,01 5,94 8,80 10,01

Şekil 4.6. 0,0987% Si içeren sacın kaplama kalınlığının daldırma süresi ile değişmesi 4.1.4. 0,005 % Si ile 0,0987 % Si İçeren Numunenin Kıyaslanması

Çelik yapısındaki %Si oranlarının kaplama kalınlığına etkisini araştırmak için

0,005 % Si ile 0,0987 % Si içeren iki numune ile deney yapılmıştır. Çelik

yapısındaki diğer element değerleri birbirine çok yakın seçilmiştir.

Çizelge 4.11. %0,005 Si ile %0,0987 Si numunenin kimyasal analiz sonuçları

Num No Kalınlık mm C Mn Si P S Al

3. 2.00 0,1470 0,4280 0,0987 0,0163 0,0162 0,0339

4. 2.40 0,0681 0,3740 0,0050 0,0145 0,0199 0,0085


94

Çizelge 4.12. %0,005 Si ile % 0,0987 Si numunenin kaplama kalınlığının daldırma süresi ile değişmesi

Kaplama Kal. Daldırma Zamanı

30 sn 60 sn 90 sn 120 sn 180 sn 2.00 mm(% 0,0987 Si) 66,50 84,00 95,00 120,94 142,00 2.40 mm (% 0,0050Si) 46,8 57,0 63,0 67,3 76,4


daldırma süresi ile değişimi


daldırma süresi ile değişiminin yarım log. grafiği


95


daldırma süresi ile değişiminin double log. grafiği

2,00 mm Sac %0,0987 Si (x400) 60 sn

2,40 mm sac % 0,005 Si (x400) 120 sn

Şekil 4.10. %0,0987 Si ile % 0,005 Si içeren malzemelerin katmanlarının kıyaslanması

Çizelge 4.13. %0,0987 Si ile % 0,005 Si içeren galvaniz sacların kalınlıklarının

kıyaslanması

Daldırma Zamanı 2,00 mm Sac 2,40 mm Sac

60 sn 84 mikron 57 mikron

120 sn 120 mikron 67 mikron

Yukarıdaki deney sonuçlarına bakıldığında görüldüğü gibi % Si miktarı artıkça

kaplama kalınlığının artığı buna bağlı olarak da tabakaların daha belirgin olduğu

görülmektedir. 2,00 mm 60 sn daldırılmasına rağmen 120 sn daldırılan 2,40mm

malzemeden daha kalın ve katmanları daha belirgin olduğu görülmektedir.


96

Galvanizleme sonucunda oluşan kalın kaplama tabakasının karakteristik

özellikleri arasında, delta tabakasının (FeZn10) çok ince olması, buna karşılık zeta-

fazının (FeZn13) ise çok ince bir biçimde çözünmüş (gevşemiş) biçimde olmasıdır.

Nispeten daha ince oluşumlu tabakalarda delta tabakası kalınca olmakta, zeta

tabakası ise kalın ve daha sıkı bir tabaka biçiminde kendini göstermektedir

(HANSEL G.).

4.1.5. Haddeleme Şeklinin (HR ve CR) Kaplama Yapısına Etkisi

Bu deneyde Sıcak Haddelenmiş (HR) Sac ve Soğuk Haddelenmiş (CR) Sac ile

galvaniz kaplama yapılarak, hangi yöntemle şekillendirilmiş sacın sıcak daldırma

galvanizlemeye daha uygun olduğu araştırılmak istenmiştir.

Çizelge 4.14’de 1,5mm kalınlığındaki sıcak haddelenmiş (HR) sac ile 1,5mm

kalınlığındaki soğuk haddelenmiş (CR) sacın spektrometreden kimyasal değerleri ve

Çizelge 4.15’de mekaniksel testlerden değerleri verilmiştir. 1,5mm HR sac 6 adet

5cmx10cm ve 1,5 mm CR sac 6 adet 5cmx10cm boyutlarında kesilerek toplam 12

adet numune hazırlanmıştır.

Çizelge 4.14. HR ve CR malzemelerin kimyasal analiz sonuçları

Numune No KALINLIK C Mn Sİ P S Al

1. 1,5 (CR) 0,0904 0,2590 0,0050 0,0225 0,0163 0,0379

2. 1,5 (HR) 0,1340 0,4100 0,0152 0,0175 0,0087 0,0818

Çizelge 4.15. HR ve CR malzemelerin mekaniksel analiz sonuçları

Numune No KALINLIK DÖKÜM RULO AKMA ÇEKME UZAMA

1. 1,5 (CR) 362594 55 192,64 309,08 40,71

2. 1,5 (HR) 992563 459 306,95 404,70 34,84

HR ve CR malzemeler ön yüzey temizleme işlemine tutulmadan önce Şekil 4.11. de

görüleceği gibi yüzey ve arakesit görüntüleri çekilmiştir.


97

1,5mm CR x45 defa büyütülmüş yüzey görüntüsü

1,5mm CR yüzey hazırl. sonra x40 büyüt. arakesit

1,5 mm HR x45 defa büyütülmüş yüzey

görüntüsü

1,5mm HR yüzey hazırl. sonra x45 büyüt. arakesit

Şekil 4.11. HR ve CR malzemelerin kaplamadan önce yüzey ve arakesit görüntüleri

1,5mm HR sac 3 adet 5cmx10cm ve 1,5 mm CR sac 3 adet 5cmx10cm

boyutlarında saclar havuzlarda yüzey temizleme işlemlerinden geçirilmiştir.

Çizelge 4.16. HR ve CR malzemelerin kaplama kalınlıklarının daldırma süresi ile

değişmesi

Ort. Kaplama kalınlığı ( mµ ) Daldırma Zamanı 30 sn 60 sn 90 sn 1,5 mm (HR) 69 75 78 1,5 mm (CR) 91 115 132


98

Şekil 4.12. HR ve CR malzemelerin kaplama kalınlıklarının daldırma süresi ile

değişmesi Çizelge 4.17. HR ve CR malzemelerin kaplama öncesi ve sonrası ağırlıkları

Numunelerin asit banyosuna daldırılmasıyla yüzeydeki atıkların alınması

sağlanmıştır. Ancak bazı numunelerin yüzeyine mürekkeple yazı yazıldığından çok

azda olsa atıklar kalmıştır. Yüzeye yapışan kağıt asit banyosunda sıyırma ile

çıkmasına rağmen azda olsa yüzey temizlenmediğinden, çinko havuzundan malzeme

çıkartıldığında bu bölgelerde siyah lekeler oluştuğu gözlenmiştir.

1,5 mm CR malzeme yüzeyinde çiçeklenmeler görülmüştür. 30 sn daldırılan

numunede yüzey çok parlak ve 1 mm boyutunda çiçeklenme görülürken, 60 sn

daldırılanda ise, yine yüzey çok parlak ancak bu çiçeklenmenin çok büyüdüğü

görülmüştür. 90 sn daldırılanda yüzey parlak ve çiçeklenme bir alt tabaka da kalmış

olup çok az belirgin ve oluşan üst tabaka da görsel ve dokunmayla hissedilen

yüzeyde çok küçük kabarcıklar şeklinde pürüzler oluşmuştur.

Ağırlık (g) Daldırma Zamanı 30 sn 60 sn 90 sn 1.5 mm(HR) kaplanmamış 66,810 62,854 60,539 1.5 mm (HR) kaplanmış 70,778 68,353 66,134 FARK 3,968 5,499 5,595 1.5 mm(CR) kaplanmamış 59,803 60,593 60,100 1.5 mm (CR) kaplanmış 65,859 69,353 68,609 FARK 6,056 8,760 8,509


99

1,5 mm CR alttaban X 45

1,5 mm CR kaplanmışX400

Şekil 4.13. 1,5 mm CR sac 455 o C de 60 sn daldırıldığında elde edilen kaplama ve

katmanları 1,5 mm CR sac 455 o C de 60 sn daldırıldığında elde edilen kaplama ve

katmanlarının makro ve mikro görüntüleri Şekil 4.13.’de gösterilmiştir.

Şekil 4.14. Normal bir galvaniz havuzunda üretilen kaplamanın arakesiti


100

Normal bir galvaniz havuzunda üretilen uygun kompozisyonlu çelik

kullanılarak elde edilen kaplamanın arakesiti mikroskoptan bakıldığında Şekil 4.14.

deki gibi belirgin dört katman görülmelidir. Ancak CR malzemenin hızlı bir şekilde

kaplanmasından dolayı ara katmanlar mikroskopta görünmemişlerdir.

1,5 mm HR malzeme yüzeyinde de aynı çiçeklenmeler görülmüştür. 60 sn ve

90 sn de daldırılan numunelerdeki yüzey görüntüler 1,5 mm CR deki gibi aynı

olduğu gözlemlenmiştir.

Şekil 4.11.’den de görüleceği gibi CR malzemenin tane büyüklüğü daha

büyüktür. Yüzey daha pürüzlü görünmektedir. Çıplak gözle bakıldığında hem CR

hem de HR malzemelerin galvaniz kaplamalarının güzel göründüğü söylenebilir.

Galvanizli CR malzeme, HR malzemeye göre daha kırılgandır. En belirgin nedeni

ise kalın bir kaplama kalınlığına sahip olmasıdır.


101

1,5 mm HR makro görüntü X45

1,5 mm HR Mikro görüntü x400

1,5 mm HR Mikro görüntü

x400

1,5 mm HR Mikro görüntü x400

Şekil 4.15. 1,5 mm HR sac 455 o C de 60 sn daldırıldığında elde edilen kaplama ve katmanları

4.1.6. Daldırma Süresinin Artmasıyla Kaplama Kalınlığının Doyma

Noktası Bu deneyde daldırma süresinin artmasıyla kaplama kalınlığının artış değişimine

bakıldı. Deneyde Çizelge 4.18.’de kimyasal kompozisyonu verilen 4,00 mm sac

kullanıldı. Havuz kompozisyonu ve ön işlemler yukarıdaki deneylerde uygulandığı

gibi yapıldı.

Delta

Eta

Zeta

Gama

Çelik

Delta


102

Çizelge 4.18. Kaplama doyma noktasının belirlenmesinde kullanılan numunenin kimyasal analizi

Num No Kalınlık mm C Mn Sİ P S Al

7. 4.00 0,0974 0,4100 0,0054 0,0113 0,0203 0,0519

Çizelge 4.19. Doyma noktası belirlenmesinde kaplama kalınlığının zamanla değişimi

Daldırma Zamanı (sn) 60 180 360 720 1800 3600 7200 Kaplama Kalınlığı (mikron) 76,43 105,59 122,2 146,14 172,39 223,15 261,83 Kapl. Önce Sacın Ağırlığı (gr) 187,15 193,05 156,18 154,71 187,13 77,21 69,09 Kapl. Önce Sacın Ağırlığı (gr) 194,31 201,73 164,2 164,77 201,36 85,76 78,05 Fark 7,16 8,68 8,02 10,06 14,23 8,55 8.96

Ortalama ağırlıklardaki farklar numune sayısının az olmasından dolayı

malzemenin küçültülmesinden kaynaklanmaktadır.

Şekil 4.16. Daldırma süresinin artması ile kaplama kalınlığının değişimi


103

Şekil 4.17. Daldırma süresinin artması ile kaplama kalınlığının değişiminin double log

grafiği

4.1.7. Alt Tabanda % Si Değişiminin Galvaniz Kaplamaya Etkisi Şekil 4.19. (Gimeco, 2004)’nun grafiğinin doğruluğunu araştırmak için benzer

kimyasal kompozisyonlar toplatıldı. 5x10 mm ebadın da farklı silisyum katkılı 12

adet numune ön yüzey temizleme işlemlerinden geçirilerek 455 o C sıcaklığındaki

çinko havuzuna her biri 120 sn daldırılarak kaplama kalınlıkları mikrometre ile

ölçülmüştür.

Silisyum değeri artıkça kaplama kalınlığı artmıştır. %0,0743 Si içeren bölgede

en yüksek kaplama kalınlığına ulaşılmıştır. %Si değeri bundan sonra artmaya devam

etmesine rağmen kaplama kalınlığı düşmeye başlamıştır.%0,222 Si değerinden sonra

tekrar kaplama kalınlığı artmaya başlamıştır.


104

Şekil 4.18. Farklı silisyum içeren saclarla galvaniz kaplama kalınlığı değişimi


105

Çizelge 4.20. Farklı silisyum konsantrasyonlu çelik sacların kimyasal analizi

No. Tarih Numune No. C Mn Si P S Cr Mo Ni Al Cu Ti V Sn B Fe

1. 07.04.2008 1 NO.LU 0,0512 0,2770 0,0050 0,0111 0,0079 0,0166 0,0050 0,0201 0,0431 0,0100 0,0012 0,0010 0,0010 0,0002 99,6000

2. 21.05.2007 3.00 mm 0,0963 0,5270 0,0081 0,0135 0,0142 0,0614

3. 07.04.2008 2 NO.LU 0,0945 0,2730 0,0113 0,0057 0,0136 0,0289 0,0050 0,0126 0,0050 0,0139 0,0011 0,0010 0,0010 0,0002 99,5000

4. 07.04.2008 3 NO.LU 0,0547 0,3030 0,0143 0,0121 0,0183 0,0351 0,0050 0,0361 0,0391 0,0711 0,0014 0,0028 0,0046 0,0003 99,4000

5. 12.04.2008 5 NO.LU 0,1090 0,4090 0,0302 0,0068 0,0114 0,0403 0,005 0,0363 0,0570 0,1020 0,0015 0,001 0,0025 0,0001 99,20 6. 12.04.2008 6 NO.LU 0,1410 0,4600 0,0387 0,0107 0,0058 0,0252 0,005 0,0310 0,0560 0,0632 0,0021 0,0076 0,0032 0,0003 99,20 7. 12.04.2008 13 NO.LU 0,1030 0,4270 0,0490 0,0085 0,0147 0,0323 0,005 0,0351 0,0397 0,0547 0,0014 0,0052 0,0022 0,0002 99,20 8. 12.04.2008 8 NO.LU 0,1320 0,5090 0,0743 0,0148 0,0099 0,0099 0,005 0,0142 0,0351 0,0414 0,0017 0,001 0,0013 0,0003 99,20 9. 07.04.2008 9 NO.LU 0,0485 0,4730 0,0996 0,0049 0,0137 0,0126 0,0050 0,0204 0,0094 0,0344 0,0015 0,0010 0,0020 0,0002 99,3000

10. 07.04.2008 10 NO.LU 0,0624 0,6640 0,2220 0,0101 0,0144 0,0434 0,0050 0,0302 0,0240 0,0381 0,0015 0,0023 0,0026 0,0002 98,9000

11. 07.04.2008 12 NO.LU 0,1080 1,5300 0,2670 0,0092 0,0014 0,0206 0,0050 0,0193 0,0338 0,0285 0,0220 0,0886 0,0018 0,0001 97,9000

12. 12.04.2008 14 NO.LU 0,1640 0,5070 0,5030 0,0119 0,0113 0,0376 0,005 0,0472 0,0359 0,0599 0,0024 0,0070 0,0032 0,0003 98,60

Çizelge 4.21. Farklı silisyum konsantrasyonlu çelik sacların 120 sn çinko havuzuna daldırılarak elde edilen kaplama kalınlığı

1 NOLU 3 mm 2 NOLU 3 NOLU 5-2 NOLU 6-2 NOLU 13 NOLU 8-2 NOLU 9 NOLU 10 NOLU 12 NOLU 14 NOLU % Si 0,005 0,0081 0,0113 0,0143 0,0302 0,0387 0,049 0,0743 0,0996 0,222 0,267 0,503 Kapla.Kal.(Mikron) 67 69 72 83 85 87 95 134 130 98 124 122 Kapla. önce ağırlık 173,28 133,35 88,90 182,00 170,93 63,00 168,11 208,10 201,53 156,76 156,17 177,85 Kapla. sonra ağırlık 179,03 139,17 94,73 188,35 177,59 69,80 175,16 218,74 209,74 164,55 164,36 186,02 Fark 5,75 5,82 5,83 6,35 6,66 6,80 7,05 10,64 8,21 7,79 8,19 8,17


106

Şekil 4.19. Kütlece farklı silisyum içerikli numunelerin Sandalin piki gösterdiği bölgeler

(Gimeco, 2004) Silisyumun etkisiyle difüz etme oranı Şekil 4.19.’da da görüldüğü gibi en

yüksek difüz edilen bölge Sandalin piki olarak adlandırılmaktadır.

Hemen hemen çoğu ticari çeliklerin yapısında silisyum vardır. Özellikle son

yıllarda çelik fabrikaları sürekli silisyumla sakinleştirilmiş çelik üretmektedirler. Bu

çeliklerde Si oranı %0,001 ile %0,25 arasında hatta daha yüksekte olabilecek şekilde

içermektedir.

Ancak çelik alt tabanına silisyum eklenmesi Fe-Zn alaşım tabakası oluşmasına

ve morfolojisine çok ciddi zararlar vermektedir. Çünkü Silisyum demirden çok hızlı

bir çözünme oranıyla alaşım tabakalarına ( gamma, delta, zeta) geçer. Çelik içindeki

silisyum alaşıma saldırı oranını artırır ve hem de tabakaların morfolojisini değiştirir.

Gamma tabakası diğer tabakalara difüz etme eğilimindedir hem saf çinko

tabakasını (eta) bir gamma tabakasına çevirme eğilimindedir.


107

Deney sonuçlarından yola çıkarak yüksek %Si içeren saclarla alınan pratik

sonuçlar:

• Çok ağır kaplamalar oluşmuştur

• Çok kırılgan kaplamalar oluşmuştur

• Literatürde “soğutmadan sonra eta tabakası sıcaklığı bunların difüzyonuna

izin verecek kadar yüksek kalırsa çok mat ve son kaplama gri olur” ifadesiyle

paralellik gösteren mat ve gri kaplamalar oluşmuştur.

Farklı % Si değerleri içeren numunelerin 120 sn daldırılan kaplama

katmanlarının görünüşünü ve özelliklerini Şekil 4.20.’de görebilirsiniz.

a) % 0,005 Si içeren malzeme

kaplandığında 4 tabakanın da

oluştuğu görülmüştür. En üsteki eta

tabakası kendini ciddi bir şekilde

göstermektedir.

b) % 0,0743 Si de çok ince gama

tabakası oluşurken kalın bir delta

tabakası oluşmuştur. Zeta tabakası

oluşmuştur. Ancak eta tabakası

kaybolmuştur.


108

c) %0,222 Si içeren bu malzemede

belirgin olarak iki tabaka

görünmektedir. X –ışını

kırınımından hangi tabakalar

olduğuna bakılabilir. Gama tabakası

yok.

d) %0,262 Si içeren bu malzemede

belirgin olarak iki tabaka



olduğuna bakılabilir. Gama tabakası

yok.

e) % 0,503 Si içeren bu malzemede

belirgin olarak bir tabaka



olduğuna bakılabilir.

Şekil 4.20. Farklı Si değerleri içeren numunelerin kaplama katmanlarının incelenmesi


109

4.1.8. Fosfor (P) Elementinin Galvaniz Kaplamaya Etkisi

Silisyum gibi çelikte fosfor oranının yüksekliği, tabakaya saldırı oranını artırır

ve tabakaların morfolojisini değiştirir. Silisyum ile fosforun bir arada bulunması ile

bu etki daha da belirginleşir. Aşağıdaki pratik genel denklem yardımıyla fosforun

etkisi ile tabakalara etki eden saldırıyı tahmin etmek mümkündür.

Si% + (2,5 * P%) < % 0,09

olduğunda normal kaplama kalınlığına sahip tabaka oluşur. Bu elementlerin

kombinasyonun %0,09 üzerinde olması durumunda ani bir kalınlık artışı olmaktadır

(Sandalin Etkisi).

Fosforun etkisini araştırmak için numune seçiminde çok zorlanılmıştır. Çünkü

tesise yüksek fosforlu hammadde getirilmemektedir. Tesise gelen HR numuneler

ortalama %0,01 P içermektedir. Ancak CR malzemelerde %0,03 P bulmak

mümkündür. Özellikle Si etkisini araştırırken 12 numunede HR seçildiğinden

fosforun etkisini araştırırken CR seçmek bizi yanıltabileceğini düşünmekteyim.

Karbon çeliklerin içindeki Si elementinin oranının önemli olduğu kadar

galvanizlemenin düzgün oluşması için fosforun etkisi de büyük önem taşır. Fosforun

Fe-Zn reaksiyonunu hızlandırdığı biliniyor. Fosfor oranının artmasıyla kalınlık artar

Γ fazı kaybolur (konsantrasyon %0,058 ulaştığında). Yapılan deneylerden birinde P (

%0,017-0,25) sabit tutulup Si(%0,005-0,05) oranı değiştirildiğinde; grimsi görünüş

elde edildiği ve Si04.0%≥ oranında önemli ölçüde kalın bir tabaka oluşurken

kalınlık-Si oranı grafiğinde Sandalin piki görülmüş. Si oranı (%0,018-0,025) sabit

tutulup P oranı ( %0,008-0,035) aralığında değiştiğinde; granül şeklinde görünüş ve

kalınlık-P oranı grafiğinde Sandalin piki görülmüş. P ≈ %0,02-0,03, Si ≈ %0,025

aralığında oluşan kaplamada yer yer kötü yüzeyler, ζ + η fazlarının bir karışımı olan

Sandalin tipi bir yapı oluştuğu görülmüş (PELERIN J. ve ark., 1981).


110

a) % Si etkisi

b) % P etkisi

c) % (Si + 2.5 P) etkisi

Şekil 4.21. 460 o C 5 dk daldırılan a) % Si oranına göre kaplama kalınlığı değişimi b) )

% P oranına göre kaplama kalınlığı değişimi c) % (Si + 2.5 P) değerine göre kaplama kalınlığı değişimi (PELERIN J. ve ark., 1981).


111

4.2. Çelik Yüzeyine Uygulanan Mekaniksel İşlemler Sonucunda Galvaniz Kaplama Elde Edilmesi

Çelik içerisinde çözünmüş durumda bulunan Si, sıcak daldırma galvanizleme

işlemlerinde reaktif davranışı ortaya çıkarmaktadır. Çelik üretiminde sakinleştirme

işlemi sırasında ilave edilen silisyumun önemli bir kısmı oksit şeklinde

bulunmaktadır. Yine sıcak haddeleme sırasında, çözeltide bulunan silisyum belirli

ölçüde yüzey altı oksidasyonunu gerçekleştirmektedir. Bu şekilde yüzey

tabakalarındaki silisyum konsantrasyonu azalırken oluşan oksit bileşiklerinden dolayı

Fe-Zn reaksiyonu sırasında demir geçişi de geçici olarak engellenmektedir.

Silisyumun bu şekilde çözeltiden alınması oluşan yüzey altı oksidasyon tabakasının

altında çelik yüzeyine doğru gelişen bir Si konsantrasyon gradyanının oluşumuna yol

açmaktadır. Galvanizleme öncesi bu tabakanın giderilmesi silisyumca daha zengin

bir tabakanın açığa çıkmasına neden olmaktadır. Bu durum, silisyumun, Fe-Zn

reaksiyonuna katılarak oluşan intermetalik fazları bozmasına neden olmaktadır

(ELKOCA O., 1996).

Aşağıdaki deneylerde aynı malzemeden 4 parça kesilerek mekanik yüzey

işlemlerinin sıcak daldırma kaplama davranışına etkisi araştırılmak istenmiştir. İlk

önce %0,005 Si içeren 4 adet numune asitleme, zımparalama, parlatma, kumlama

yüzey işlemlerinden geçirilerek galvaniz kaplanmış ve bu farklı yüzeylerle yapılan

galvaniz kaplamanın özellikleri araştırılmıştır.

Çizelge 4.22. Malzeme yüzey pürüzlülüğünün galvanizlemeye etkisi için kullanılan

numunenin kimyasal analizi

Öncelikle kumlama, zımparalama, parlatma, asitleme ön yüzey temizleme

işlemlerinden geçirilen çelik saclarla yapılan sıcak daldırma galvaniz kaplanan

yüzeylerin özellikleri araştırılacaktır. Bunun için 1 nolu numune seçilerek işlemler

yapılmıştır.

No. C Mn Si P S Cr Ni Al Cu Sn Fe

1. 0,0512 0,277 0,005 0,0111 0,0079 0,0166 0,0201 0,0431 0,0100 0,0010 99,60


112

Yüzey temizleme işlemlerinden geçen numunelerin yüzey pürüzlülüğü Adana

da Silsan A.Ş fabrikasında HOMMEL TESTER T1000 T1P.02/29 ile yapılmıştır.

Her numune 5 ayrı bölgeden ölçüldü. Yüzeyin çizgilerine dik ölçüm yapılmıştır.

Çizelge 4.23. Yüzey temizleme işlemlerinden geçen numunelerin yüzey pürüzlülük

değerleri

1.Bölge 2.Bölge 3.Bölge 4.Bölge 5.bölge Ort.

Parlatma Ra 0,04 0,04 0,03 0,06 0,04 0,04 Rz 0,22 0,29 0,25 0,39 0,25 0,28 Rm 0,45 0,33 0,36 0,98 0,35 0,49

Zımparalama Ra 0,18 0,15 0,12 0,07 0,11 0,12 Rz 1,40 1,04 0,78 0,43 0,99 0,93 Rm 1,94 1,32 1,03 0,57 1,97 1,37

Kumlama Ra 11,26 9,86 9,39 9,13 11,82 10,29 Rz 51,14 46,64 47,38 44,02 52,29 48,29 Rm 74,70 52,18 89,47 54,70 92,00 72,61

4.2.1. Yüzey Parlatma

1200 meshlik zımparalamadan sonra parlatma işlemi için Parlatma Kadifesi

disk üzerine yerleştirildi. Dönen kadifenin tam ortasına Elmas Süspansiyondan bir

miktar ( iki fıs ) sıkıldı. İnceltici sıvıyı parlatma kadifesi üzerine, elmas süspansiyonu

tüm parlatma kadifesi yüzeyine dağıtacak miktarda döküldü ve parlatma

gerçekleştirildi.

Şekil 4.22. Yüzey parlatıldıktan sonra malzemenin yüzey pürüzlülük grafiği


113

4.2.2. Yüzey Zımparalama

180 meshlik bir zımpara kâğıdı kullanılarak zımparalama gerçekleştirilmiştir.

Şekil 4.23. Yüzey zımparalandıktan sonra malzemenin yüzey pürüzlülük grafiği

4.2.3. Yüzey Kumlama

1 nolu numunelerden bir tanesi Ankara’da Giz kumlama tesislerinde

kumlanmıştır.

Şekil 4.24. Yüzey kumlandıktan sonra malzemenin yüzey pürüzlülük grafiği

4.2.4. Yüzey Asitleme

%50 HCl asit çözeltisine daldırılıp yüzey tamamen temizlenesiye kadar

malzeme beherde (ortalama 20 dk.) bekletildi.

Mekanik yüzey işlemlerinden geçen numuneler yalnızca asitleme işleminden

geçenlerde olduğu gibi flux ile işlenmiş ve kurutulmuştur.


114

Şekil 4.25. %0,005 Si içeren malzemenin farklı yüzeyler oluşturularak 120 sn daldırılıp

galvaniz kaplanan kaplamaların kalınlık değişim grafiği

Kaplama öncesi uygulanan işlemlerden asitleme, hiçbir enerji yüklemeksizin

yalnızca kendine özgü bir topografı oluştururken; zımparalama yüksek bir

deformasyon ve bundan dolayı yüksek bir enerji yüklü bir yüzey karakteristiği,

parlatma ise ihmal edilebilecek bir yüzey pürüzlüğü ve düşük enerjili bir yüzey

karakteristiği ortaya çıkarmıştır.

Deney sonucunda yukarıdaki grafikten de görüldüğü gibi asitlenmiş ve

zımparalanmış durumlarda normal bir kaplama yapısı sergileyen çelik, parlatma

sonucu reaktif bir görünüm kazanmaktadır. Bunun yanında kumlama sonucu çok

daha pürüzlü olan yüzey üzerinde daha kalın bir kaplama oluşmuştur (Elkoca

O.,1996).


115

Şekil 4.26. Yüzeyin parlatma, zımparalama, kumlamadan sonraki görüntüsü

Elkoca O. tarafından sandalin etki yapan bölgede asitleme, zımparalama,

parlatma yapmanın kaplama kalınlığına etkisi araştırıldığında., araştırma sonucunda

aşağıdaki grafik elde edilmiştir. Bu grafikten de anlaşıldığı gibi düşük Si içerikli

çeliklerde parlatmanın etkisi oldukça büyük olurken, daha yüksek Si içerikli

çeliklerde ise parlatma etkisini yitirmektedir. Asitlenmiş ve zımparalanmış

durumlarda normal bir kaplama yapısı sergileyen çelik, parlatma sonucu reaktif bir

görünüm kazanmaktadır (Elkoca O.1996).

Şekil 4.27. Sandalin pikinin görüldüğü bölgede Asitleme, Zımparalama, Parlatmanın

etkisinin araştırılması (Elkoca O.,1996)


116

4.3. Galvaniz İşleminin Malzemenin Mekanik Test Sonuçlarına Etkisi

4.3.1. Galvanizleme Öncesi ve Sonrası Akma-Çekme Sonuçları

Çizelge 4.24. Akma-Çekme deneyi için kullanılan malzeme kimyasal analiz sonucu

Çizelge 4.25. Galvanizleme öncesi ve sonrası malzemenin akma-çekme sonuçları

AKMA Rp 0,2 N/mm2

ÇEKME Rm N/mm2

UZAMA A %

Kaplama Öncesi 256,62 367,36 32,27 Kaplama Sonrası 252,09 362,46 42,00

Şekil 4.28. Galvanizlemeden önce ve sonra malzemenin akma-çekme grafiği

180 sn 455 o C de daldırılan malzemenin ortalama kalınlığı 103.7 mµ olarak

ölçülmüştür. Yüzeyde çok güzel bir çiçeklenme deseni yer almaktadır.

C Mn Si P S Cr Mo Ni Al Cu Diğer Fe 0,0528 0,2421 0,0121 0,0058 0,0110 0,087 0,0050 0,0222 0,0514 0,01 0,004 99.59


117

4.3.1.1. Farklı Daldırma Sürelerinin Akma-Çekme Değerlerine Etkisi

Bu çalışmada farklı daldırma sürelerinde çinko havuzunda bekletilen sacın

akma çekme ve uzama değerlerinin değişimi araştırılmıştır.

Çizelge 4.26. Farklı daldırma sürelerinin akma-çekme değerlerine etkisi için numune

kimyasal analizi

Kalınlık C Mn Si P S Cr Mo Ni 2,70 mm 0,0650 0,3220 0,0089 0,0211 0,0270 0,0769 0,0050 0,0672 Al Cu Ti V Sn B Fe 0,0187 0,0353 0,0010 0,0010 0,0026 0,0002 99,3

Çizelge 4.27. Farklı daldırma sürelerinin akma-çekme değerleri

AKMA Rp 0,2 N/mm2

ÇEKME Rm

N/mm2 UZAMA

A % Kaplama Kalınlığı mikron

Kaplamasız 270,79 364,16 29,88 - 30 sn Daldırılan kaplama 278,36 360,20 28,95 58 60 sn Daldırılan kaplama 256,67 356,39 31,57 61 120 sn Daldırılan kaplama 261,44 354,93 33,61 62

180 sn Daldırılan kaplama 268,00 363,34 22,97 65

240 sn Daldırılan kaplama 254,42 358,00 28,40 67

Şekil 4.29. Daldırma süresine göre elde edilen kaplamalı sacın akma-çekme ve uzama değerleri


118

Galvanizsiz

30 sn

60 sn 120 sn

180sn 240 sn

Şekil 4.30. Daldırma süresine göre elde edilen kaplanmış sacın akma-çekme ve uzama

değerlerinin grafiksel gösterimi


119

4.3.1.2. Galvaniz Kaplanmış Saca Farklı Çekme Kuvvetleri Uygulanarak Elde Edilen Yüzeylerin İncelenmesi

Çizelge 4.28. Galvaniz kaplanmış saca uygulanan farklı çekme kuvvet değerleri

Num. No

Num. kal. mm

Num. Gen. mm

Kesit Alanı mm2

Uygulnan Kuvvet

(N)

Akma Mukavemeti

(N/mm²)

Çekme Mukavemeti

(N/mm²)

Çekme gerilmesinin,

kopma gerilmesi %'si

1. 3,00 20,35 61,05 3.948 . 64,68 18,06

2. 3,05 20,36 62,098 7.657 . 123,33 34,43

3. 3,03 20,14 61,0242 9.537 . 156,3 43,64

4. 2,85 20,13 57,3705 10.729 . 187,03 52,22

5. 2,98 20,26 60,3748 15.555 . 257,66 71,94

6. 3,05 20,14 61,427 17.979 260.02 292,66 81,71

7. 2,97 20,25 60,1425 21.095 259.19 350,76 97,93

8. 2,95 20,12 59,354 21.258 259.7 358,16 100,00

4.3.2. Kaplamanın Sertlik Ölçümü

Sandelin piki görülen noktalardaki malzemelerin kaplamadan önce ve

kaplamadan sonra sertlik değerleri vickers cinsinden ölçülmüştür. Portatif sertlik

ölçüm aleti yüzeye dik olarak ölçülmüştür.

Çizelge 4.29. Portatif sertlik ölçüm cihazı ile kaplamanın sertlik ölçümü

%C 0,0512 0,132 0,0624 0,108 0,164 %Si 0,005 0,0743 0,222 0,2670 0,503

Kaplamasız (H.V) 109 85 99 95 85 Kaplamalı (H.V) 111 91 102 101 92

Ancak malzemenin sertliğine etki eden en önemli faktörler yapısındaki

kimyasal elementlerin oranları yanında haddeleme yöntemi de etki etmektedir. Hem

HR malzeme hem de birbirine çok yakın element yüzdelerine sahip malzemeler

seçilmesine rağmen her elementin çeliğin sertliğine etkisinin oranı farklı olduğundan


120

bu ölçüm sonuçlarından kaplama ara katmanlarının, çelik alt tabanına oranla daha

sert bir malzeme elde edilebileceği sonucuna varılabilir.

Şekil 4.31. Galvaniz kaplama katmanları ve sertlik değerleri

Çizelge 4.30. Kaplama katmanlarının kristal yapısı, formülü ve sertlik değeri

Faz Kristal yapı Formül Sertlik (HV0.025)

α-Fe (alfa) HMK Fe(Zn) 104 Γ(gama) HMK Fe3Zn10 326 δ (delta) Hegzagonal FeZn10 358 ζ (zeta) Monoklinik FeZn13 208 η(eta) Hegzagonal Zn(Fe) 52

ETA - %100 Zn Sertlik 52 HV ZETA - %94 Zn Sertlik 208 HV

DELTA - %90Zn Sertlik 358 HV

GAMA - %75 Zn Sertlik 326 HV CELİK Sertlik 104 HV


121

Şekil 4.32. Portatif sertlik ölçüm aleti

4.3.3 Pullanma ve Tozlaşma

Çelik sac üzerindeki çinko kaplamaların deformasyon davranışı çeliğin presle

şekillendirme işlemlerindeki performansını etkilemektedir. Kaplamadan dolayı,

biçimlendirme sırasında sac/kalıp ara yüzeyinde artan sürtünme koşulları

malzemenin biçimlendirmeye tepkisini değiştirebilmektedir. Kaplamanın sünekliği,

Fe-Zn fazlarının varlığına ve kalınlığına bağlıdır. Kaplamadan ayrılıp kalıp

yüzeylerinde toplanan partiküller sürtünme davranışındaki değişikliklerin yanı sıra

biçimlendirilen parçaların yüzeylerinin de bozulmasına neden olmaktadır. Bu

nedenle çinko kaplamanın tavlanması sırasında uygun koşulların yaratılmasıyla

biçimlendirme için en uygun yüzey özelliklerini verecek içyapısal gelişimin

sağlanması esastır.

Çinko kaplı parçaların biçimlendirilmesi sırasında ortaya çıkan pullanma ve

tozlaşma aşağıdaki gibi tanımlanmaktadır


122

Pullanma, Kaplama kalınlığına yakın boyutta partiküllerin ortaya çıkmasına

neden olacak şekilde kaplama-çelik taban ara yüzeyinin ayrılması

Tozlaşma, Kaplama kalınlığından daha küçük boyutta partiküllerin ortaya

çıkmasına neden olacak şekilde kaplama içerisindeki kırılmalar

Şekil 4.33. Pullanma ve Tozlaşma görüntüleri

Biçimlenebilirlik 180° U Bükme, 60° V Bükme, Ters V Bükme, v.b bir çok test

yardımıyla değerlendirilmektedir.

Genel olarak, tozlaşma derecesi Şekil 4.33.’de görüldüğü gibi hem

kaplamadaki Fe içeriği hem de kaplama ağırlığıyla artmaktadır


123

Şekil 4.34. Fe içeriği ve kaplama ağırlığının tozlaşma üzerindeki etkisi

Kaplama, galvanizli sacların biçimlendirilme özelliklerini de önemli ölçüde

etkilediğinden dolayı kaplamanın sünek olması gereklidir. Ancak, zeta fazının artan

sürtünme gerilmeleri ile pullanmayı (kaplama kalınlığına yakın boyutta partiküller

oluşacak şekilde kaplama/çelik ara yüzeyinin ayrılması) artırabileceği ifade

edilmiştir. Bundan dolayı, bir kaplamada yüzeyde bir miktar zeta fazı ve ince bir (≤1

μm) gama fazı ile ana bileşen olarak delta fazının bulunmasının hem pullanma, hem

de tozlaşma (kaplama kalınlığından daha küçük boyutta parçacıklar oluşacak şekilde

kaplama içindeki kırılma) dayanımını artıracağı ileri sürülmüştür (ELKOCA,2001).


124

4.4 Çinko Havuzunun Kimyasal Kompozisyonun Değiştirilmesi İle Galvaniz Kaplamanın Özelliklerinin İncelenmesi

Ağırlık yüzdelerine göre piyasada satılan külçe çinkoların ASTM B6 ya göre

piyasadaki çinko külçe kompozisyonları Çizelge 4.31.’de yer almaktadır. Çizelge 4.31. ASTM B6’ya göre piyasadaki çinko külçe kompozisyonları

Element SHG Zn HG Zn PW Zn

Kurşun (Pb) max. 0,003 max. 0,03 0,5-1.4

Demir (Fe) max. 0,003 max. 0,02 max. 0,05

Kadminyum (Cd) max. 0,003 max. 0,02 max. 0,20

Aluminyum (Al) max. 0,002 max. 0,01 max. 0,01

Bakır (Cu) max. 0,002 - max. 0,20

Kalay (Sn) max. 0,001 - -

Topl. Çinko Olm. max. 0,010 max. 0,10 max. 2.00

Toplam Çinko min. 99.990 min. 99.90 min. 98

Şekil 4.35. Piyasada satılan külçe çinko resmi


125

4.4.1. Flux’ın Kaplamaya Etkisinin Araştırılması

Fluxlama havuzu Çinko Alüminyum Klorür, Sodyum Alüminyum Florür ya da

Çinko Amonyum Klorür çözeltisine Flux denir. Bu çözelti çelik yüzeyini temizler,

çinko korozyona karşı çeliği korurken Amonyum Klorür ve benzer çözeltiler

çinkonun çeliğe iyi yapışmasını sağlar.

%0,0113 Si içeren 2 nolu malzemelerden bir tanesi olan Çizelge 4.32.’deki

kimyasal kompozisyona sahip malzeme flux işlemine tutulmadı ve diğer bir tanesi

tutuldu. Her iki numune 120 sn 455 o C sıcaklıkta galvaniz havuzuna daldırıldı.

Çizelge 4.32. Fluxlamanın etkisinin araştırılmasında kullanılacak malzemenin

kimyasal analizi

No. C Mn Si P S Cr Mo Ni Al Cu Fe 3. 0,0945 0,273 0,0113 0,0057 0,0136 0,0289 0,005 0,0126 0,005 0,0139 99,5

Flux havuzuna batırılan malzeme 72 mikron gelirken batırılmayan malzeme 61

mikron gelmiştir.

4.4.2. Sıvı Çinko Kompozisyonlarının Kaplamaya Etkisi


Kalay(Sn), Nikel (Ni), Bizmut(Bi), gibi elementler yer alır ve diğerleri daha az önem

taşır. Bunlardan her biri ya da bunların ikili ya da çoklu kombinasyonları özel

reaksiyonların etkisiyle çok yaralı olabilecek çinko tabakaları oluşmasını sağlayabilir

ve kaplama morfolojisini etkileyebilir. Bu deneyler serisinde bu elementlerin etkisi

araştırılmıştır.


126

Şekil 4.36. Galvaniz havuzu içinde yapılacak deneyler için minyatür havuz

Galvaniz havuzu içinde yapılacak deneyler için minyatür havuz Şekil 4.36 deki

gibi düzenlenmiştir.

4.4.2.1. Kurşun (Pb) Eklenmesinin Etkisi

Kurşun genellikle galvaniz havuzuna eklenerek, çinko küllerinin üst yüzeyde

bir tabaka oluşturarak yüzmesini ve sonra kolayca uzaklaştırılmasını sağlar. Kurşun

sıvı çinko içinde maksimum %1.20 olarak çözünebilir ancak genellikle yüzeyde

düşme eğilimindedir, böylece çözeltide miktarı azalabilir.

Daha birkaç yıl önceye kadar yüzey tabakasında kül oluşumunu azaltması için

kurşun kullanımı sınırlandırılmıştır ancak son yıllardaki çalışmalar ve pratik

uygulamalar, kurşunun sıvı çinkonun akışkanlığını artırmada çok önemli bir rol

oynadığı kanıtlamıştır. Çözeltideki %0,9 üzerindeki kurşun oranı çinko havuzundan

parçaların çıkartılırken çok iyi yardımcı olduğu, çok iyi bir akışkanlık sağladığı

kanıtlanmıştır. Çözeltideki yüksek oranlı kurşun, küllerin yüzmesine çok iyi yardımcı

olur.


127

Şekil 4.37. Havuzdaki kurşun oranın değişmesiyle akışkanlığın değişimi

4.4.2.2. Alüminyum( Al) Eklenmesinin Etkisi

Alüminyum galvaniz endüstrisinde yaygın olarak kullanılan en önemli

elementlerden biridir. Alüminyum oksijeni çinkoya göre çok daha güçlü bir şekilde

çeker ve bu özelliğinden dolayı galvanizlemede kullanımı öncelik teşkil eder. Bu

özelliğinden dolayı çinkonun birleşmesinden önce alüminyum oksijenle hızlı bir

şekilde birleşme eğilimindedir ve bu nedenden dolayı alüminyum çinko havuzunda

homojen olarak yayılmaz. Ancak çinko havuzunun yüzeyine doğru tabaka tabaka

oluşma eğilimindedir. Bu nedenledir ki alüminyum hem de demir ile çinko

arasındaki reaksiyonu yavaşlatmada kullanılır.

Havuza aşırı alüminyum eklenmesi ciddi problemlere neden olabilir çünkü bu

reaksiyon yavaşlatma etkisi boş alanların oluşmasına neden olabilir ve sonra çinko

banyosunun konsantrasyonun da alüminyumu azaltmak çok zor olabilir.

Çok az miktar havuza Alüminyum eklenmesiyle genellikle galvanizlenmiş

yüzeyin parlaklığını artırma sağlanabilir. Galvaniz ocağındaki ideal alüminyum

miktarı %0,004-%0,006 olmalıdır. Bu oran %0,001’den %0,008 arasında değişebilir.

Genelde galvaniz havuzuna alüminyum katkısı banyo üzerine alüminyum tel, ince

plaka konarak yapılır. Çinko ve alüminyum özgül ağırlık farklarından dolayı

alüminyum yüzeyde kalır ve galvaniz banyosunda homojen dağılım sağlamaz.


128

Tavsiye edilen miktarların üzerinde kullanım kaplama reaksiyonunu durdurabilir.

Kaplamanın dökülmesine ve kırılgan kaplamaya sebep olabilir (Mebmetal).

Açıkçası alüminyum eklenmesi dikkatli bir şekilde yapılmalıdır ve bütün

değişimler çok yavaşça artırma veya azaltma işlemleri uygulanmalı ve her

değişimden sonra daima testler adım adım yapılmalıdır. Çinko havuzunda

alüminyumun doğru bir şekilde ayarlanmasıyla alaşım tabakaları kalınlığında önemli

bir azalma olması mümkündür böylece galvaniz kaplamada çok esnek bir yapı

sağlanabilir.

Alüminyumun oksijeni daha yüksek bir şekilde çekmesinden dolayı havuza

alüminyum eklenmesiyle çinko külleri oluşmasında önemli ölçüde azalma

oluşacaktır.

Şekil 4.38. %0,20 ağırlıkça Al-Zn galvaniz havuzunda Fe-Zn faz tabakalarının şematik

oluşum sırası. to başlangıç zamanı ve sırasıyla tabaka oluşumuna göre t1<t2<t3<t4 dir. (A.R. Marder,2000)


129

4.4.2.3. Demir ( Fe) Eklenmesinin Etkisi

Demir havuz içine eklenmesinin bir amacı yoktur, istenmeyen bir olaydır,

ancak aşağıdaki nedenlerle havuz içerisinde demir oluşur:

• Galvanizlenme için malzemelerin yüzeyinden Fe-Zn alaşımı ayrışmasıyla

• Çinko kazanı duvarları yüzeyinden Fe-Zn alaşımı ayrışmasıyla

• Fe-Zn alaşımı flux çözeltisinde demirle çinko içeriğinin birleşmesiyle oluşur

Demir havuz içerisinde sadece Fe-Zn alaşımı şeklinde oluşur. Normal şartlarda

havuzun yüzeyinde yerleşmiş durumda olur ve düzenli bir şekilde alınması

gerekmektedir.

4.4.2.4. Kalay (Sn) Eklenmesinin Etkisi

Tesiste yapılan çalışmada 2.50 mm kalınlığında 3 adet numune Şekil 4.36 deki

portatif havuza katı halde 12 cm 3 ’lük 3 adet Sn külçesi ile deney yapıldı.

Çizelge 4.33. Kalay (Sn) eklenmesinin etkisini araştırmada kullanılan numunenin

kimyasal analizi

Numune No Kalınlık C Mn Si P S Al

5. 2.50 0,1440 0,3510 0,0050 0,0157 0,0140 0,0068

Kalay saf çinko tabakasının kristal morfolojisini değiştirmek için ( çiçeklenme

etkisi olarak adlandırılan) havuza eklenmektedir. %1 oranına kadar havuza

eklenmesiyle yüzey etkisi olarak bilinen “kozmetik etki” yi iyileştirmek için

kullanılır. Kalayın Fe-Zn alaşımının morfolojisine ve oluşumu üzerine herhangi bir

etki yaptığı bilinmemektedir (Gimeco, 2004).

Ancak bizim çalışmalarımız sonucunda yüksek oranda eklenmesi ile kaplama

kalınlığına etki ettiği görülmüştür.

Yapılan deneyler sonucunda yüksek oranda kalay miktarının havuza eklenmesi

ile kaplama kalınlığının düştüğü görülmüştür. Ancak Kalayın dünya borsalarındaki


130

fiyatının 20.000 $/ton üzerinde olduğu düşünüldüğünde işletmeler bu oranlarda

havuza atarak oluşacak ciddi maliyetleri göz önüne almaları gerekmektedir.

Havuza katı halde 12 cm 3 ’lük Sn külçesi 60 sn, başlangıçta 1 ölçü atılıp

kaplama kalınlığı ölçüldü. Daha sonra bir ölçü daha havuza atıldı ve 60 sn yeni bir

numune daldırıldı, kaplama kalınlığı ölçüldü. Son olarak bir ölçü daha atılıp toplam

havuzda 3 ölçülük Kalay(Sn) bulunduğunda 3. numune daldırılıp kaplama kalınlığı

ölçüldü. Ölçülen kaplama kalınlıkları Çizelge 4.34.’de belirtilmiştir.

Çizelge 4.34. Kalay (Sn) eklenmesi ile kaplama kalınlığı değişimi

1. Ölçü 2. Ölçü 3. Ölçü

63 mikron 58 mikron 49 mikron

Analiz sonuçları için malzemeler İstanbul’da HEPSEN KİMYA

SAN.TİC.LTD.ŞTİ’deki spektrometrede analiz edilerek % Sn oranları belirlenmiştir.

Ayrıca kaplama kalınlığının kalay miktarının artması ile daha homojen hale

geldiği yapılan ölçümlerde gözlemlenmiştir.


131

Çizelge 4.35. Farklı oranlarda Sn elementi eklenen havuzun kimyasal analiz sonuçları

Ortalama Zn Al Cd Cu Fe Mg Mn Ni Pb Sb Si Sn Ti Ag In Tl Bi Normal havuz 99,749 0,0012 0,001 0,001 0,0228 0,0001 0,0005 0,0081 0,195 0,0038 0,002 0,0177 0,0005 0,0001 0,001 0,0001 0,0032 1 ölçü 99,683 0,0118 0,001 0,0029 0,0496 0,0001 0,0005 0,0112 0,164 0,0047 0,002 0,0681 0,0004 0,0003 0,0015 0,0002 0,0032 2 ölçü 99,612 0,014 0,0012 0,0033 0,0588 0,0001 0,0005 0,0099 0,16 0,0065 0,002 0,131 0,0004 0,0003 0,001 0,0002 0,0032 3 ölçü 99,389 0,016 0,027 0,0056 0,084 0,0001 0,0005 0,016 0,209 0,0122 0,002 0,257 0,0004 0,0005 0,004 0,0003 0,0032


132

4.4.2.5. Nikel (Ni) Eklenmesinin Etkisi

Nikel kullanımı özellikle % Si 0,04-0,15 aralığındaki Silisyum kaynaklı

reaktiflik artışını yok etmektedir. Ancak Nikel kullanımında miktar çok önemli olup,

bu konuda dikkatli olunmalıdır. Zira, kazandaki Nikel miktarı % 0,10 üzerine

çıktığında kaplama kalınlığının 100 mikron seviyelerinin altına indiği Şekil 4.39.’te

görülmektedir. Örneğin, kazanın içindeki Nikel miktarı % 0,50 olduğunda kaplama

kalınlığı 50-70 mikron seviyelerinde gerçekleşmektedir. Bu da bazı müşterilerin veya

standartların talep ettikleri kalınlığın altında kalınmasına neden olabilir.

Şekil 4.39. Farklı %Si saclar ile havuz içinde %Ni değişiminin kaplama kalınlığına

etkisi (TAŞKIN, 2006)

Ayrıca, kazandaki Nikel miktarı fazla ise demirin çinko içindeki çözünürlüğünü

azaltır. Bunun sonucu da banyo içinde çözünmüş halde bulunan demirin çökelerek

kül oluşumunun artmasıdır. Hatta bazı durumlarda çinko banyosu üzerinde yüzen kül

bile oluşabilir. Araştırmalara göre güvenli Nikel kullanım aralığı % 0,04-0,09 olarak

belirlenmiştir. Ancak yukarıda belirtilen faydaları elde etmek ve zararlarından

korunmak için çinko banyosundaki Nikel miktarı % 0,05 olarak hedeflenmelidir.


133

Toz halinde Nikel veya %1-2 Nikel içeren çinko alaşımı kullanılarak Çinko

banyosunun Nikel miktarı % 0,05 oranına ayarlanıp Silisyum ve Fosforun kaplama

kalınlığına etkisi engellenebilir. Bu durumda Nikel miktarının çok iyi ayarlanması ve

kontrolü gereklidir. Nikel uygulaması özellikle çelik bileşimi bilinmeyen, farklı

çeliklerin birlikte kullanılabildiği fason malzemelerde kaplama kalınlığının kontrolü

ve daha iyi bir yüzey elde edilebilmesi için olumlu netice verir (TAŞKIN, 2006).

Şekil 4.40. Çinko havuzunda Ni durumuna göre kaplama kalınlığı değişimi (TAŞKIN,2006)


134

4.4.2.6 Bizmut (Bi) Eklenmesinin Etkisi

Sıcak daldırma galvanizlemede kurşun kullanımı çevresel problemlere neden

olduğundan ve son yıllarda birçok ülkede kurşun kullanımı yasaklanması nedeniyle

alternatif olarak havuzda bizmut kullanılmaya başlanmıştır.

Galvanizlemeden çıkan parçanın aşırı çinko akması yerçekimi, sıcaklık, çekme

hızı tarafından kontrol edilebilir. Zayıf akma nedeniyle çinko kaplanmış parçanın

uçlarında sarkıtlar, kütle birikmeleri oluşur. Kaplamadan sonra bunların

temizlenmesi işletmeye ek maliyet doğuracaktır. Havuzda çinko bizmut alaşımı

kullanılmasıyla sıcak daldırma galvanizlemeden çıkan parçanın akması (drenajı)

artığı yapılan çalışmalarda gösterilmiştir. Laboratuar ve endüstride yapılan

çalışmalarda kurşun eklenmiş havuzla, bizmut eklenmiş havuz kıyaslandığında akma

sonuçlarının aynı olduğu görülmüş. Ayrıca havuza hem Kurşun hem de Bizmut

eklendiğinde önemli ölçüde akmada gelişme sağlandığı görülmüş. Diğer

kaplamalarla kıyaslandığında bizmut eklenmiş havuzda, kazan duvarlarında aşırı

aşınma olmadığı, kaplama mikro yapısını, yapışma, korozyon direncini, kromatlama

davranışını, boyanabilmesini değiştirmediği görülmüştür. Ayrıca kül oluşmasını

azatlığı görülmüştür (Gagne M., 1998).

Bununla birlikte bizmutun piyasa değerinin çok daha fazla olduğu göz önünde

tutulmalıdır.

Çizelge 4.36. Dünya piyasalarında çinko banyosuna atılan elementlerin ABD doları

cinsinden fiyatları (23.07.2008 tarihi itibariyle www.lme.com)

Al 2950 $/ton Pb 2150 $/ton Zn 1890 $/ton Ni 20.230 $/ton Tin 23.390 $/ton Bi 40.000 $/ton

http://www.lme.com)


135

Şekil 4.41. Galvaniz banyo içeriğine göre a) Al, b) Pb, c) Sn, d) Cu, e) Ni Kaplamanın

mikro grafikleri (Marder, 2000).


136

4.5 Çinko Havuzunun Sıcaklığının Değiştirilmesi

Banyo sıcaklığının kaplamaya etkisi literatürden de bilindiği gibi çok

önemlidir. Ancak banyo sıcaklığı ile oynamak fabrika için ciddi bir risk teşkil

ettiğinden kaplama sırasında banyo yüzeyinde kaplama yapılmasıyla banyo ortasında

kaplama yapılması kıyaslanarak bir sonuca varıldı.

Şekil 4.42. Çinko sıcaklığının demir çözünüm oranına etkisi

Çinko sıcaklığı demir çözünme oranını çok fazla etkiler. Yukarıdaki eğri çok

tipik ve bu teknoloji için problem teşkil eden ani ve beklenmedik bir piki gösteriyor.

Çinko sıcaklığı bu teknoloji için 470 ve 525 °C aralığı çok tehlikeli bir aralıktır.

Şekil 4.42.’den de görüleceği gibi çinko sıcaklığı demir çözünüm oranını çok

fazla etkiler.


137

Şekil 4.43. Demir kaybı oranının sıcaklıkla değişim grafiği

4.6 Galvanizlemeden Sonra Beyaz Pasın oluşumunu Engellenmesi Çoğu kullanıcı ve bütün galvanizcilerin ortak sorunu olan genellikle


kaynaklı leke ve bazen de beyaz pas olarak ifade edilir.

Örneğin bazı iklimsel şartlar da güz aylarında sıcak günlerin ardından soğuk

gecelerde yoğunlaşmanın oluşmasıyla (buğulanmasıyla) suda dinlendirme

(quenched) yapılmamış yeni galvanizlenmiş yüzeyler üzerinde ıslak depolamadan

kaynaklanan leke oluşumuna neden olur.


138

Islak depolama korumasızlık şartlarının sonucudur ve bu ikinci dereceden

galvanizleme kalitesinin göstergesi değildir.

Islak depolamamdan kaynaklanan leke galvanizlenmiş malzemelerin üzerinde

bulunduğunda, genellikle bu kaplamam korumasına zararlı olması için yeterli

değildir. Normalde hava etkisinin değişmesiyle kaybolur. Ancak uygun olmayan

taşıma, kötü kaldırma şartları ve depolama teknikleriyle bu ciddi (tehlikeli) olmaya

başlayabilir.

Islak depolamadan kaynaklı lekeyle aralarında ilişki bulunan büyük hacimli

beyaz gri korozyonlu ürünler, normal atmosferik şartlara maruz kalarak oluşan aynı

renge sahip olabilen çinko korozyonu için oluşan koruma tabakalı ürünleriyle

karıştırılmamalıdır.

Islak depolamadan kaynaklanan leke oluştuğu zaman, malzemeler yüzeylerinin

hızlı bir şekilde kurumasına izin verecek şekilde ayarlanmalıdır. Bu hareket açık

havanın yüzeylere sağlanmasıyla daha sonra duracaktır ve ürünlerin normal

korozyon koruma tabakaları oluşacaktır.

Beyaz korozyonlu (paslı) ürünler genellikle yıkamayla geçer ve kaplamanın

yüzeyi sıcak daldırmayla galvanizlenmiş nesnelerin normal görüntüsünü alır. Ancak

eğer korozyon etkisi (saldırısı)çok büyümüş (yayılmışsa) koyu gri, siyah leke (bölge)

ya da alanlara dikkat edilmesi gerekir. Korozyonlu ürünler çok büyük hacimli,

oksitlenmiş çinkodan yaklaşık 100 defa ya da daha büyük işgal edilen bir alan

oluşturur hatta zayıf etkilenme belirgin olacaktır ve bu ciddi olay olarak görülebilir.

Ancak, genellikle böyle ıslak depolamadan kaynaklı leke etkisi galvanizleme

kaplamasının dayanıklılığı için ya az önemlidir ya da hiç önemli değildir.

Islak depolamadan kaynaklanan lekelerden yeni çinko yüzeylerin korunması

taşıma, depolama sırasında suyun yoğunlaşmasıyla ya da yağmurla etkileşmesinden

en iyi şekilde kaçınılmasıyla olur. Dışarıda depolanan malzemeler suyun yüzeyden

kolayca alınması ve bütün bu yüzeylerin iyi hava akımına bırakılacak tarzda

ayarlanmalıdır. Hiç lekelenmemiş kereste tahta aralayıcı olarak kullanılmalıdır.


139

Şekil 4.44. Islak Depolamadan kaynaklanan problemleri önlemek için istifleme yöntemi

Islak depolamadan kaynaklanan lekelemeye karşı kısa süreli koruma kromlama

ya da fosfatlamayla sağlanabilir.

Beyaz korozyonlu (paslı) ürünlerin çok fazla oluşmuş olanlarının bir kısmı sıkı

–sert kıllı fırça ile atılabilir. Bunlar %10 asetik asitle yıkamayla tamamıyla

çıkarılabilir. Bu işlemi takip eden suyla durulama çok iyi temizleme gerektirir.

Orijinal parlaklık, metalik parlak yüzey bu iyileştirmeden sonra elde edilemez

(GAA,2001).

5.SONUÇLAR VE ÖNERİLER Derya YALUK

140

5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER

Atmosfer etkisinde kalan araçlar, köprüler, korkuluklar, direkler, enerji nakil

hatları, depolar vb. su ve yeraltına konulmuş olan boru hatları, tanklar, iskeleler,

gemiler, dubalar, baraj kapakları, cebri borular vb. başta alet ve ekipmanlar olmak

üzere endüstrinin çeşitli dallarında kullanılmakta olan kazanlar, borular, ızgaralar,

elektrik makineleri vb. metalik yapılar beklenenden daha kısa süreler içerisinde

korozyon nedeni ile kullanılmaz hale gelmektedir.

Tezimizde sıcak daldırma yöntemi ile galvanizleme ile kaplama yapılan

malzemelerin korozyona karşı direnç elde etme işlemi, diğer metotlarla

kıyaslandığında daha çok avantajlar sağladığından yola çıkarak, bu metodu kullanan

tesislerde uygulanan yöntemler değerlendirildi. Deney sonuçlarına bakıldığında, tesis

yöneticileri bulmuş olduğumuz sonuçlara göre sistemlerini iyileştirdiklerinde,

firmalarına katma değeri yüksek, kaliteli malzemeler üretebileceklerdir.

Kaplamaya etki eden faktörlerin başında sacın kimyasal kompozisyonlarının

geldiği görülmüştür. Özellikle Si ve P elementlerinin etkisi ciddi anlamda galvaniz

kaplamanın kalınlığını ve görüntüsünü etkilemekte olduğu yapılan deneylerde

gözlemlenmiştir. Uluslararası standartlara göre üretim yapan işletmeler standartlara

uygun üretim yapmak için standartta belirtilen sac kalitesine, kaplama kalınlığına,

parlaklık veya matlığına v.b dikkat etmeleri gerekmektedir. Örneğin st37 kaliteli sac

kullanılarak üretilen bir malzeme EN 10240 üretim standardına göre galvaniz

kaplanacaksa, sac kalınlığına göre kaplama kalınlığı ortalama 55 mµ olması

gerekmektedir. Kaplama kalınlığına etki eden faktörler bilindiğinde örneğin uygun

sac ve uygun süre daldırılarak standartta belirtilen kalınlığa en yakın kaplama

kalınlığı elde edilebilir. Deneylerimizde 0,01-0.03 %Si aralığına sahip sac 60 sn

daldırıldığında bu kaplama kalınlığına yaklaşılabileceği görülebilmektedir.

Sıcak Haddelenmiş (HR) Sac ve Soğuk Haddelenmiş (CR) Sac ile galvaniz

kaplama yapılarak, hangi yöntemle şekillendirilmiş sacın sıcak daldırma

galvanizlemeye daha uygun olduğu araştırılmıştır. Galvanizli CR malzeme, HR

malzemeye göre daha kırılgandır. En belirgin nedeni ise kalın bir kaplama kalınlığına

sahip olmasıdır.


141

Deneylerimizde silisyum değeri artıkça kaplama kalınlığı artmıştır. %0.0743 Si

içeren bölgede en yüksek kaplama kalınlığına ulaşılmıştır. Si değeri bundan sonra

artmaya devam etmesine rağmen kaplama kalınlığı düşmeye başlamıştır.%0.222 Si

değerinden sonra tekrar kaplama kalınlığı artmaya başlamıştır (Sandalin piki

görüldüğü bölge). Çelik alt tabanına silisyum eklenmesi Fe-Zn alaşım tabakası

oluşmasına ve morfolojisine çok ciddi zararlar vermektedir. Çünkü silisyum

demirden çok hızlı bir çözünme oranıyla alaşım tabakalarına ( gamma, delta, zeta)

geçer. Çelik içindeki silisyum alaşıma saldırı oranını artırır ve hem de tabakaların

morfolojisini değiştirir.

Silisyum gibi çelikte fosfor oranının yüksekliği tabakaya saldırı oranını artırır

ve tabakaların morfolojisini değiştirir. Silisyum ile fosforun bir arada bulunması ile

bu etki daha da belirginleşir. Aşağıdaki pratik genel denklem yardımıyla fosforun

etkisi ile tabakalara etki eden saldırıyı tahmin etmek mümkündür.

Si% + (2,5 * P%) < % 0.09 olduğunda normal kaplama kalınlığına sahip tabaka

oluşur. Bu elementlerin kombinasyonunun % 0.09 üzerinde olması durumunda ani

bir kalınlık artışı olmaktadır (Sandalin Etkisi).

Tabaka kalınlığı kaplamanın kalitesini belirlediği gibi aynı zamanda çinko

sarfiyatını, dolayısıyla işletme maliyetini de doğrudan etkiler. Çünkü, çinko fiyatının

ortalama 3250 $/ton gibi yüksek seviyelerde olduğu günümüz şartlarında Çinko

sarfiyatı toplam maliyet içinde % 54-62 oranındadır. Bu nedenle, çinko sarfiyatında

yapılabilecek iyileştirmeler toplam üretim maliyetlerini oldukça aşağı çekerek

firmanın rekabet gücünü artıracaktır.

Sandalin etki yapan bölgede asitleme, zımparalama, parlatma yapmanın

kaplama kalınlığına etkisi araştırıldığında, düşük Si içerikli çeliklerde parlatmanın

etkisi oldukça büyük olurken, daha yüksek Si içerikli çeliklerde ise parlatma etkisini

yitirmektedir. Bu deney sonucunda da işletmenin elindeki hammadde ye göre

kaplama kalınlığını artırıcı veya azaltıcı yönde, parlatma, asitleme, kumlama veya

parlatma işlemi yapabileceği söylenebilir.

Deneylerimizden bir diğeri de fluxlamanın etkisini araştırmaktı. Bu çözelti

çelik yüzeyini temizler, bileşimindeki çinko korozyona karşı çeliği korurken


142

Amonyum Klorür ve benzer çözeltiler çinkonun çeliğe iyi yapışmasını

sağlamaktadır.

Galvanizleme öncesi ve sonrası malzemenin akma-çekme deneyleri

yapıldığında akma ve çekmede önemli bir değişim olmadığı ancak galvanizlendikten

sonra uzamanın A%32.27’den 42’ye çıktığı görülmüştür.


Kalay(Sn), Nikel (Ni), Bizmut(Bi), vb. elementler yer alır ve diğerleri daha az önem

taşır. Bunlardan her biri ya da bunların ikili ya da çoklu kombinasyonları özel

reaksiyonların etkisiyle çok yararlı olabilecek çinko tabakaları oluşmasını

sağlayabilir ve kaplama morfolojisini etkileyebilir. Bu deneyler serisinde bu

elementlerin etkisi araştırıldığında;

Kurşun; genellikle galvaniz havuzuna eklenerek, çinko küllerinin üst yüzeyde

bir tabaka oluşturarak yüzmesini ve sonra kolayca uzaklaştırılmasını sağlar.

Kurşunun sıvı çinkonun akışkanlığını artırmada çok önemli bir rol oynadığı

kanıtlamıştır. Çözeltideki 0.9 % üzerindeki kurşun oranı çinko havuzundan

parçaların çıkartılırken çok yardımcı olduğu, çok iyi bir akışkanlık sağladığı

kanıtlanmıştır.

Alüminyum; galvaniz endüstrisinde yaygın olarak kullanılan en önemli

elementlerden biridir. Alüminyum, oksijeni çinkoya göre çok daha güçlü bir şekilde

çeker ve bu özelliğinden dolayı galvanizlemede kullanımı öncelik teşkil eder. Çok az

miktar havuza alüminyum eklenmesiyle genellikle galvanizlenmiş yüzeyin

parlaklığını artırmak sağlanabilir. Galvaniz ocağındaki ideal alüminyum miktarı

%0.004-%0.006 olmalıdır. Bu oran %0.001’den %0.008 arasında değişebilir.

Genelde galvanizde alüminyum katkısı banyo üzerine alüminyum tel, ince plaka

konarak yapılır. Çinko ve alüminyum özgül ağırlık farklarından dolayı alüminyum

yüzeyde kalır ve galvaniz banyosunda homojen dağılım sağlamaz. Tavsiye edilen

miktarların üzerinde kullanım kaplama reaksiyonunu durdurabilir. Kaplamanın

dökülmesine ve kırılgan kaplamaya sebep olabilir.

Toz halinde Nikel veya %1-2 Nikel içeren çinko alaşımı kullanılarak çinko

banyosunun Nikel miktarı % 0,05 oranına ayarlanıp silisyum ve fosforun kaplama

kalınlığına etkisi engellenebilir. Bu durumda Nikel miktarının çok iyi ayarlanması ve


143

kontrolü gereklidir. Nikel uygulaması özellikle çelik bileşimi bilinmeyen, farklı

çeliklerin birlikte kullanılabildiği fason malzemelerde kaplama kalınlığının kontrolü

ve daha iyi bir yüzey elde edilebilmesi için olumlu netice verir.

Sıcak daldırma galvanizlemede kurşun kullanımı çevresel problemlere neden

olduğundan ve son yıllarda birçok ülkede kurşun kullanımı yasaklanması nedeniyle

alternatif olarak havuzda bizmut kullanılmaya başlanmıştır.

Galvanizlemeden çıkan parçanın aşırı çinko akması yerçekimi, sıcaklık, çekme

hızı tarafından kontrol edilebilir. Zayıf akma nedeniyle çinko kaplanmış parçanın

uçlarında sarkıtlar, kütle birikmeleri oluşur. Kaplamadan sonra bunların

temizlenmesi işletmeye ek maliyet doğuracaktır. Havuzda çinko bizmut alaşımı

kullanılmasıyla sıcak daldırma galvanizlemeden çıkan parçanın akması (drenajı)

artığı yapılan çalışmalarda gösterilmiştir.

Çoğu kullanıcı ve bütün galvanizcilerin ortak sorunu olan, genellikle


kaynaklı leke ve bazen de beyaz pas olarak ifade edilir. Islak depolamadan

kaynaklanan leke oluştuğu zaman, malzeme yüzeylerinin hızlı bir şekilde

kurumasına izin verilecek şekilde ayarlanmalıdır. Bu hareket açık havanın yüzeylere

kolayca ulaşmasının sağlanmasıyla daha sonra duracaktır ve ürünlerin üzerinde

normal korozyon koruma tabakaları oluşacaktır. Islak depolamadan kaynaklanan

lekelemeye karşı kısa süreli koruma kromlama ya da fosfatlamayla sağlanabilir.

144

KAYNAKLAR

AMERICAN Galvanizers Association, “Zinc Coatings”, 2006.

AMERICAN Galvanizers Association, Hot-Dip Galvanizing for Corrosion

Protection of Steel Products, 2000.

ASM Handbook, “ Hot Dip Galvanized Coatings”, Cleaning, Plating and Finishing,

Vol.5, pp.323-332.

BAYCIK H., KOLTUK F., MÜFTÜOĞLU F., “Galvanizli Çeliklerin Mikroyapısı”,

Z.K.Ü. Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü, İmalat ve

Konstrüksiyon. ABD, 2003.

BASTIN GF, VAN LOO FJJ, RIECK GD., “A New Compound in the Iron Zinc

System”, Z Metallkde 1977; 68:359.

CHRISTOPH P. ve SIEGFRIED R.,”The Distribution of the Elements Fe, Zn and Al

in the Zinc Coatings on Hot-galvanised Sheet”, Praktische Metallographie 13,

s.63-71., 1976

CHEN Z.W., KENNON N.F. ve ark., “Technigalva and Other Developments in

Batch Hot- Dip Galvanizing”, JOM, s.22-26, 1992.

CONFENTE M., PIESSEN P., “ Hot Dip Galvanizability of Angles Made From

Continuously Cast E24 or E36 Steel”, Intergalva, France, 1988.

ELKOCA O., “Silisyum İçerikli Çeliklerde Mekanik Yüzey İşlemlerinin Sıcak

Daldırma Kaplama Davranışına Etkisi”, Yıldız Teknik Üniversitesi Dergisi,

1996/2 Ayrı baskı.

ELKOCA O., "Tavlı Çinko Kaplamalarda Fe-Zn fazlarının Gelişimi ve Bunların

Kaplama Özelliklerine Etkisi", I. Demir-Çelik Sempozyumu, T.M.M.O.B.

145

Mak. Müh.Odası yayını, E/2001/274-1, KDZ. Ereğli, s.403-411,3-4-5 Ekim

2001.

FOCT J., PERROT P., REUMONT G., “Interpretation of The role of Silicon on the

Galvanizing Reaction Based on Kinetics, Morphology and Thermodynamics,

Vol. 28, pp.1195-1200, USA, 1993.

FRATESI R., RUFFINI N., MALAVOLTA M., “Zn-Ni-Bi Alloy As alternative to

the traditional Bath in Hot Dip Galvanizing”, The Bulletin of The Bismuth

Institute, Belgium, 2001.

FRAZIER K.S., “Progress, Problems and Potential in Hot Dip Galvanizing”, 7 th

Internetional Galvanizing Conference, pp. 437-444, 1964.

GALVINFONOTE 10, “The Role of Aluminum in Continuous Hot-Dip

Galvanizing”, Rev 3.0, The Zinc-Coated Steel Sheet Resource Centre, Aug-

2004.

GAA (Galvanizers Association of Australia), “Wet Storage Stain (White Rust),

Advisory Note GEN/5/1, June 2001.

GAA (Galvanizers Association of Australia), “Hot Dip Galvanizing –Process,

Applications, Properties”, 2003

GAGNE MARTIN, “Hot-Dip Galvanizing with Zinc-Bismuth Alloys: After-

Fabrication”, The Bulletin of The Bismuth Institute, Belgium, 1998.

GALVAINFO Note10, “The Role of Aluminum in Continuous Hot Dip

Galvanizing”, 2004

GAMBRELL J.W., “Hot Dip Galvanized Coatings”, Asm Handbook, Corrosion,Vol.

13, ASM International, Metals Park, Ohio, s.436-445,1987.

146

GELLINGS PJ, DE BREE EW, GIERMAN G., “Synthesis and Charactertization of

Homogeneous Intermetallic Fe-Zn Compounds”, Z Metallkde; pp.70-312,

1979.

GIMECO “ Galvanizing Lines, Design&Manufacturing”, Gimeco Presentation 09,

Ermes Moroni, Gimeco SpA, September 2004.

GIMECO, “Chemicals”, Italy, pp.1-20, 2004

GYTE, “Ders Notları”, www.gyte.edu.tr, 2002. HANSEL G Metall 34 (1980).

HANNA F., NASSIF N., “Factors Affecting the Quality of Hot Dip Galvanized Steel

Sheets”, Central Metallurgical Research and Development Institute, 1983

HORSTMANN D. and STRICKER F., “Effect of Galvanizing Conditions on

Thickness, Structure and Properties of Galvanized Coatings”, 7 th International

Galvanizing Conference, 1964.

HORSTMANN D., “The Influence of Steel and of Galvanizing Conditions on The

Properties of Galvanized Sheet and Strip”, 7 th International Galvanizing

Conference, 1964.

HORSTMANN D., “Reaction between iron and zinc”, London, Zinc Development

Association, 1978.

(IGCPL, No.6) “Hot Dıp Galvanızıng -Electrochemıcal Protection For Steel”,

Industrıal Galvanızers Corporatıon Pty Ltd, Data Sheet No:6, Australia.

(IGCPL), “White Rust-Prevention and Cure”, Industrial Galvanizers Corporation

PTY.Ltd, Australia.

(IGCPL), “Galvanizing Difficult Steels”, Industrial Galvanizers Corporation

PTY.Ltd, Australia.

http://www.gyte.edu.tr

147

(IGCPL, No.19), “Zinc Coating Performance Zinc Plating and In-line Galvanizing

Coating”, Industrial Galvanizers Corporation PTY.Ltd, Data Sheet No.19,

Australia.

(IGCPL, No.27) “Delaminatıon Of Galvanized Coatings”, Industrial Galvanizers

Corporation Pty Ltd, Data Sheet No. 27, Australia.

(IGCPL, No. 29) “Estmating Coating Life Of Galvanized Coatings”, Industrial

Galvanizers Corporation Pty Ltd, Data Sheet No. 29, Australia.

INAGAKI J., SAKURAI M., WATANABE T., “ Alloying Reactions in Hot Dip

Galvanazing and Galvannealing Processes”, ISIJ International, Vol.35, No.11,

pp.1388-1393, 1995.

JORDAN C.E., MARDER A.R., “Fe-Zn Phase Formation in Interstitial-Free Steels

Hot-Dip Galvanized At 450 Oc, Part I 0.00 Wt% Al-Zn Baths”, J Mater Sci

1997;32:5593.

KOZDRAS M.S., NIESSEN P., “Silicon-induced Destabilization of Galvanized

Coatings in the Sandelin Peak Region”, Elsevier Science Publishing Co., Inc.,

New York, 1989.

LEWIS G.P., PEDERSON J., “ Optimizing The Nickel- Zinc Process for Hot Dip

Galvanizing”, Cominco Ltd., 3rd Asian Pasific General Galvanizing

Conferance, Australia, pp. (1-8), 1996.

MACKOWIAK J, SHORT NR., “Metallurgy of Galvanized Coatings”, Int Met

Reviews 1979;1.

MARDER A.R., “The metallurgy of zinc-coated steel”, Department of Materials

Science and Engineering, Lehigh University, Bethlehem, PA, 18015-3195,

USA, 2000.

148

MEB, “Galvaniz Yardımcı Ürünleri”, Metal ve Bileşikleri San. Tic.Ltd.Şti, Kocaeli.

NISHIMURA K., KISHIDA K.AND ODASHIMA H., “Influnce of Steel Type and

Surface Condition on Galvanazing Reaction”, The Minerals, Metal&Materials

Society, 1992.

PELERIN J., HOFFMANN J. ve Dr. V. LEROY, “The Influence of Silicon and

Phosphorus on the Commercial Galvanization of Mild Steels”,

Metallwissenschaft und Technik, Belgique, s.870-873, 1981.

PROF. HABRAKEN L. “Contribution To Scientific Explanation Of The

Metallurigical Phenomena Occuring In The Iron-Zinc Reaction” 12 th Int. .Gnf.

on Hot-Dip Galvanizing, Paris , pp.121-141, (1979).

RANJAN M., “Development of A New Zn-Al Eutectoid Alloy For Hot Dip Batch

Galvanizing”, p.1, 2003.

RICHARDS R. W., “Relationship Between Steel Surface Chemistry and The

Galvanizing Behaviour of Reactive Steels”, Proceeding of the 16 th

International Conference on Hot-Dip Galvanizing, pp.GF4 1-20, 1992.

SYAHBUDDIN, MUNROE P. R., GLEESON, B., “The Development of Fe-Zn

Intermetallic compounds in Solid Fe/Zn and Fe/Zn-Al Diffusion Couples

During Short-term Annealing at 400°C”, Materials Science and Engineering A,

264(N1-2), pp.201-209, 1999.

SEBISTY J. J and PALMER R.H., “Galvanizing Behaviour of Commerical Steel

Sheet Materials”, 7 th International Galvanizing Conference, 1964.

SURFACE effects in batch galvanizing of silicon containing steels.

TAŞKIN Ahmet, “Sıcak Daldırma Yöntemiyle Çeliklerin Galvaniz Kaplanmasında

Kontrollü Kaplama Kalınlığı Elde Edilerek Maliyetin Düşürülmesi”, ÇEPAŞ

Genel Koordinatörü, ANKARA, 2006 .

149

TECKCOMINCO, “The Pipe Galvanizing Process, Frequently ,Asked Questions.

TSE 11348 EN 10240, “ çelik Borular- İç ve/veya Dış Koruyucu Kaplamalar-

Otomatik Tesislerde Uygulanan Sıcak Daldırma Galvanizli Kaplamalar için

Özellikler”, s.1-12, 2002.

THICKER Hot Dip Galvanized Coating-Exceeding Avustralian Standards by

Desing.

ÜN Hayri Yrd. Doç. Dr., “Malzeme Bilgisi Ders Notları”, PAÜ İnşaat Mühendisliği

Bölümü, 2007

VAZQUEZ VAAMONDE A. J. VE DE DAMBORENEA GOZALEZ, “ The

Sandalin Effect and Continuously Cast Steels”, Int. J. of Materials and Product

Technology, vol.6, no:3, 1991, UK.

VOURLIAS G., PISTOFIDIS N., STERGIOUDIS G., TSIPAS D., “The Effect of

Alloying Elements on The Crystallization Behaviour and on The Properties of

Galvanized Coatings”, Cryst. Res. Technol. 39, No. 1, 23 –29 (2004).

150

ÖZGEÇMİŞ

05.03.1977 Adana doğumluyum. İlkokulu 5 Ocak, orta ve lise eğitimimi ise

AdanA’da Anafartalar Lisesinde tamamladım. Ankara Üniversitesi Fizik

Mühendisliğini 1995 yılında kazandım. 1999 yılında Çukurova Üniversitesi Fizik

Bölümünde Yüksek Lisans yapmaya hak kazandım. Aynı yılın sonunda Çukurova

YADİM de İngilizce hazırlık bölümünü başarı ile tamamladım. “ ZnS İnce Filmlerin

Fiziksel ve Optiksel Özelliklerinin İncelenmesi” Yüksek lisans tez konumu Sn Yrd.

Doç. Dr. Şadi Yılmaz Danışmanlığın da 2002 yılında tamamladım. 2002 yılında

Çukurova Üniversitesinde Doktora Eğitimine başladım. 2004 Eylül ayında Doktora

Yeterlilik sınavımı başarı ile tamamladıktan sonra bugün halen çalışmakta olduğum

Demir Çelik Sektöründe faaliyet gösteren Tosyalı Holding bünyesinde çalışmaya

başladım. Şuan çoğunlukla Ortadoğu ülkelerine ihracat yapmaktayım. Tezimin

Deneysel kısmını Tosçelik Profil ve Sac End. A.Ş’nin Sıcak Daldırma Boru Galvaniz

Kaplama tesisinde yaptım. Bundan sonraki hedefim, almış olduğum eğitimlerimin

sonucunda en uygun teknolojiyi ve en uygun yöntemleri kullanarak işletmelere

katma değer sağlamak olacaktır.

Documents

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA … · 2019-05-10 · ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÇELİK SİSTEMLERİN YÜZEY ÖZELLİKLERİNİN