Büyük çaplı çelik boruların soğutulması tamamlandığında ne yapılmalıdır?

(1) Soğutma tamamlandığında, yani yüzey ve çekirdeğin sıcaklığı tamamen eşitlendiğinde, yüzey ve çekirdeğin elastik deformasyonu da ortadan kalkar ve orijinal durumuna döner. Soğutma işlemi sırasında anlık termal gerilim oluşmasına rağmen, soğutma tamamlandıktan sonra kalan termal gerilim sıfıra eşittir.

(2) Elbette bu özel bir durumdur. Hızlı soğutma işleminin başlangıcında büyük bir termal gerilim oluştuğundan, çelik hala nispeten yüksek bir sıcaklıktadır ve iyi bir plastisiteye sahiptir. Termal gerilim, büyük çaplı çelik borunun akma dayanımını aşacak ve bu da yüzeyin plastik deformasyonuna, çekirdeğin ise basınca maruz kalmasına ve böylece termal gerilimin hafifletilmesine neden olacaktır.

(3) Soğuma devam ettikçe, yüzeyin soğuma hızı yavaşlarken, çekirdeğin soğuma hızı artar. Yüzey ile çekirdek arasındaki sıcaklık farkı büyük bir değerden sonra giderek azalır ve yüzey ile çekirdek üzerinde etkili olan termal gerilim de buna bağlı olarak azalır.

(4) Ancak, yukarıda belirtilen 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 edecektir. Bu da termal gerilimi tersine çevirerek, yüzey tabakası basınç altında ve çekirdek gerilim altındayken termal gerilim oluşturur.

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

(6) Büyük çaplı çelik borularda büzülme boşlukları, büzülme, termal çatlaklar, ayrışma, çeşitli gözenekler ve kalıntılar katılaşma sürecinde oluşur. Bu nedenle, katılaşma yasasını anlamak, incelemek ve kontrol etmek, mükemmel ve yoğun dökümler elde etmek için büyük önem taşır.