Geniş çaplı çelik boruların soğutma işlemi tamamlandığında ne yapılmalıdır?

(1) Soğutma tamamlandığında, yani yüzey ve çekirdeğin sıcaklığı tamamen aynı olduğunda, yüzey ve çekirdeğin elastik deformasyonu da ortadan kalkar ve orijinal durumuna döner. Soğutma işlemi sırasında anlık termal gerilim oluşsa da, soğutma sona erdikten sonra kalan termal gerilim sıfıra eşittir.

(2) Elbette bu özel bir durumdur. Hızlı soğutma işleminin başlangıcında büyük termal gerilim oluştuğu için çelik hala nispeten yüksek bir sıcaklıktadır ve iyi bir plastikliğe sahiptir. Termal gerilim, büyük çaplı çelik borunun akma dayanımını aşacak ve yüzeyin çekmeli, çekirdeğin ise sıkıştırmalı plastik deformasyonuna neden olarak termal gerilimi hafifletecektir.

(3) Soğuma devam ettikçe, yüzeyin soğuma hızı yavaşlar, çekirdeğin soğuma hızı ise artar. Yüzey ve çekirdek arasındaki sıcaklık farkı büyük bir değerden sonra kademeli olarak azalır ve yüzey ve çekirdeğe etki eden termal gerilim de buna bağlı olarak azalır.

(4) Bununla birlikte, yukarıda bahsedilen önceden oluşturulmuş plastik deformasyon nedeniyle, büyük termal gerilim azalır. Hala önemli bir sıcaklık farkı olduğunda, termal gerilim sıfıra yakındır. Bu sırada, çekirdek tamamen soğumamıştır ve soğuma sırasında büzülmeye devam ederek termal gerilimi tersine çevirir ve sıkıştırma altındaki yüzey tabakası ve gerilim altındaki çekirdek ile termal gerilim oluşturur.

(5) Bu nedenle, tamamen soğuduktan sonra, yüzey tabakası büyük bir artık basınç gerilimine sahip olacakken, çekirdek artık çekme gerilimine sahip olacaktır. Erimiş çelik kalıba döküldükten sonra, kalıbın ısı emilimi nedeniyle, erimiş çeliğin sıcaklığı kademeli olarak azalır ve sıvılaşma çizgisi ile faz çizgisi arasında sıvıdan katıya geçer. Bu işleme katılaşma süreci, bu geçiş dönemine ise katılaşma dönemi denir.

(6) Büyük çaplı çelik borularda büzülme boşlukları, büzülme, termal çatlama, segregasyon, çeşitli gözenekler ve inklüzyonlar, katılaşma dönemi boyunca oluşur. Bu nedenle, mükemmel ve yoğun dökümler elde etmek için katılaşma yasasını anlamak, incelemek ve kontrol etmek büyük önem taşır.