SAE USCAR 5 Çeliğin Hidrojen Gevrekleşmesinin Önlenmesi

Otomotiv Mühendisleri Derneği (SAE) ve Birleşik Devletler Otomotiv Araştırmaları Konseyi (USCAR) tarafından ortaklaşa geliştirilen SAE USCAR 5 standardı, çeliğin hidrojen gevrekliği riskini arttıran koşulları ana hatları ile açıklamakta ve hidrojen gevrekleşmesi riskini en aza indirmek için gereken hafifletme prosedürleri sunmaktadır. Standart bu süreçleri kontrol etmek için tasarlanmıştır.

Gerilme altında gevrek kırılmalara neden olan çeliğin hidrojen gevrekleşmesi, temizleme, fosfat kaplama ve kaplama işlemleri sırasında hidrojenin emilmesi sonucu oluşmaktadır. Hidrojen gevrekleşmesine karşı duyarlılık, stres ve malzeme mukavemeti ile birlikte artmaktadır.

Bu standartta sertlik okumaları, Vickers ölçeğindedir. Diğer ölçeklere dönüştürmek içinse SAE J417 standardına başvurulmaktadı (SAE J417 sertlik testleri ve sertlik sayısı dönüşümleri standardı).

Hidrojen kırılganlığı (gevrekleşmesi), hidrojenin malzemeye girmesi ve difüzyonunun bir sonucu olarak meydana gelmektedir. Gevrekleşme derecesi, hem emilen hidrojen miktarından hem de malzemenin mikro yapısından etkilenmektedir. Yüksek mukavemet sağlayan, genelde sertlik seviyesi ile takip edilen veya tane sınırı parçacıklarının belli dağılımlarına sahip olan mikro yapılar, gevrekleşmeye karşı artan hassasiyete neden olmaktadır.

Bu durum genel olarak çatlamaya yol açtığı zaman önemli hale gelir. Bu, kırılgan bir nesneye hidrojen ile yeterli stres uygulandığı zaman olur. Bu tür gerilim durumları, hem artık gerilimlerin varlığından, hem de şekillendirme ve kaynaklama gibi ilgili üretim işlemlerinden ve uygulanan servis gerilimlerinden kaynaklanmaktadır. Hidrojen gevrekleşmesinin şiddeti, sıcaklığın bir fonksiyonudur. Birçok metal, yaklaşık 150 derecenin üzerinde hidrojen gevrekleşmesine bağışıktır.

Hidrojen normalde sadece atomlar veya hidrojen iyonları şeklinde olan metallere girebilir. Bu nedenle, gaz halindeki hidrojen, atom çiftlerinin birbirine sıkıca bağlı olduğu moleküler formda olduğu için, ortam sıcaklıklarında metaller tarafından emilmez. Ancak sıcaklık yükseldikçe, moleküller absorpsiyona izin vererek ayrı atomlara ayrışma eğilimi gösterir.

Erimiş malzemede daha yüksek absorpsiyon oranları yaşanır. Hidrojen iyonları ayrıca korozyon, elektrokaplama ve katodik koruma gibi işlemlerle ilişkili reaksiyonlarla üretilir. Sonuç olarak, hidrojenin metalik bileşenlere girmesi için birçok yol bulunmaktadır.

Hidrojen gevrekliği ile ilişkili çatlama, meydana geldiği durumlara bağlı olarak çeşitli isimler almıştır. Yaygın olarak kullanılan birkaç ifade şunlardır: soğuk çatlama ve gecikmeli çatlama, hidrojenle indüklenen çatlama veya hidrojen basıncıyla indüklenen çatlama, hidrojenle indüklenen gerilme çatlaması, çevre destekli çatlama ve gerilme korozyon çatlaması.

Kuruluşumuz, çeşitli sektörlerdeki işletmeler için verdiği sayısız test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları arasında, eğitimli ve uzman bir kadro ve gelişmiş teknolojik donanımı ile, SAE USCAR 5 standardı kapsamında çeliğin hidrojen gevrekleşmesinin önlenmesine yönelik test hizmetleri de vermektedir.