MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 12 Sementasyon çelikleri ve Mikroalaşımlı orta karbonlu çelikler

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 12 Sementasyon çelikleri ve Mikroalaşımlı orta karbonlu çelikler"

Sanaz Tarcan
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 12 Sementasyon çelikleri ve Mikroalaşımlı orta karbonlu çelikler Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

2 Sementasyon çelikleri dişli kutusunda bulunan dişlilerin üretiminde kullanılan %0.2 C içeren çeliklerdir. Bu çeliklerde Mangan, Krom ve Molibden alaşımlama ile sertleşebilir sağlanır. Sementasyon prosesinde parçalara yüzeysel olarak karbon emdirilerek yüksek yüzey sertliği sağlanır. Çeliğin mikroyapısı martenzitik olduğundan yüksek basma gerilmeleri elde edilir ve böylece yorulma dayanımı ve aşınma dayanımı pozitif yönde etkilenir. Otomobil Parçaların iç yöreleri ise daha tok ancak yine sert bir yapıdadır. Bu sayede ağır yük çevrimlerinde hasar oluşumu engellenir. Sementasyon çelikleri Yük taşıyan araç Klenke,

3 Tavlama Temperleme Menevişleme Sertleştirme Termokimyasal işlemler Termomekanik işlemler Toparlanma tavlaması Rekristalizasyon tavlaması Yumuşatma tavlaması Küreselleştirme tavlaması < 200 C nin altında temperleme C de temperleme =Temperleme ve su verme Gerinmesiz temperleme Tam kesitte sertleştirme Yüzey sertleştirme Sementasyon Sertleştirme gerektirmeyenler: Sülfürleme Oksitleme Nitrürleme Nitrokarbürleme Sertleştirme gerektirenler: Sıcak deformasyon Yarı sıcak deformasyon Normalizasyon tavlaması Sementasyon Patentieren Karbonitrürleme Patentleme Kaba tane tavlaması Bazen sertleştirme gerektirenler: Borürleme Difüzyon tavlaması Kromlama Stahl-Informations-Zentrum Merkblatt Çeliğin ısıl işlemleri

4 TS 1112 EN Standardına göre iki tip sertleştirme ikiye ayrılır 1. Sertleştirme: Östenitleme ve soğuma ile östenitin tamamen ya da kısmen martenzite dönüştüğü ısıl işlemlerdir. Bazı durumlarda beynit dönüşümü tercih edilebilir. Genellikle % 0.3 C içeren çeliklere uygulanır. 2. Yüzey sertleştirme: Sementasyon ya da karbonitrürleme sonrası sertleştirmenin elde edildiği ısıl işlemlerdir. Genellikle < % 0.25 C lu çeliklere uygulanır. Kaynak: Merkblatt 452 TS 1112 EN Standardına göre sertleştirme 4

5 Semente edilmiş bir parçanın makro görüntüsü Semente edilmiş bir parçanın mikroyapısı (yavaş soğuma) Semente edilmiş bir parçanın mikroyapısı (su verme) Aşırı semente olmuş yüzeyde karbürler Aşırı semente olmuş yüzeyde kalıntı östenit ve karbürler Semente edilmiş parçaların mikroyapısı Kaynak: Merkblatt 452 5

6 Sürekli döküm Haddeleme Tavlama sıcak Şekillendirme soğuk Sementasyon Talaşlı şekillendirme Tavlama Sementasyon ile parça üretimi Hock,

7 Oksit miktarı düşük Dar sertleşebilirlik dağılım aralığı (sertlik dağılım bandı) İnce tane yapısı ve tane boyutu dağılımı Düşük makroskobik heterojenite Sementasyon sonrası yüksek tokluk Düşük miktarda ve az sayıda çarpılma (distorsiyon) Yüksek yorulma dayanımı (Z, zamana bağlı ve D, sürekli) Yüksek «diş kökü taşıma kapasitesi» Yanal yüklere dayanım İşlenebilirlik Semente edilen parçalardan beklenen özellikler Klenke,

8 1050 C Einsatzhärtungstiefe, mm t t 60% 1000 C 950 C 900 C Aufkohlungszeit, h Grabke, 1997 Kaynak: Merkblatt 452 Sıcaklığın sementasyon süresine etkisi 8

9 Isıl işlemden geçen bir dişli parçada üretim maliyetlerinin dağılımı Eckstein,

10 Dövme fabrikaları Otomobil üreticileri Demir Çelik üreticileri Çökelti sertleşen ferritik perlitik çelikler Yüksek mukavemetli Kaynaklanabilir (düşük karbonlu) Çökelti sertleşmesine uygun (mikroalaşımlı) Ck45 ve Ck53 çelikleri + Mikroalaşım elementleri 49MnVS3 yaklaşık 150 N/mm 2 Mikroalaşımlama ile karbon miktarı düşürülmeye çalışılmış akma sınırı artışı 10 Mikroalaşımlı dövme çelikler

11 Sıcaklık Sıcaklık Sıcaklık Dövme Normalizasyon Su verme Oda sıcaklığı Dövme Su verme Temperleme Zaman Normalizasyon + Su verilmiş ve temperlenmiş Oda sıcaklığı Temperleme Su verilmiş ve temperlenmiş Dövme Zaman Yumuşatma tavlaması Yumuşak tavlanmış Oda sıcaklığı Zaman Isıl işlem Doege, Behrens

12 Sıcaklık Sıcaklık Sıcaklık Dövme Oda sıcaklığı Oda sıcaklığı İzotermal dönüşüm Dövme Su verme Temperleme Dövme Dövme sıcaklığından izotermal dönüşmüş Zaman Dövme sıcaklığından su verilmiş ve temperlenmiş Zaman Oda sıcaklığı Dövme sıcaklığından kontrollü soğuma Zaman Isıl işlem Doege, Behrens

13 Su verilmiş ve temperlenmiş çelikler Q&T (Quenched & Tempered) steels Çökelti sertleşen ferritik perlitik çelikler AFP (Age hardening ferritic-pearlitic) steels Q&T çelikleri ve AFP çeliklerinden dövme ile üretilen parçaların proses akışları 13

14 Mikroalaşımlı dövme çeliklerde ıslah çeliklerinin üretim (a) ve maliyet (b) açısından karşılaştırılması 14

15 Mikroalaşımlı dövme çeliklerin mikroyapısı (30MnVS6) 15

16 Çökelti sertleşen ferritik-perlitik çeliklerde nihai mikroyapı ve mekanik özellikleri etkileyen metalurjik mekanizmalar Erişir,

17 Mikroalaşımlı çelikler Erişir

18 Çelik tipi Kimyasal bileşimi C Si Mn P max S V YS N/mm 2 Mekanik özellikleri TS N/mm 2 El. % R of A % 19MnVS MnVS MnVS MnVS MnVS Çökelti sertleşen ferritik-perlitik çelikler, TS EN

19 Yalnız Nbve yalnız V alaşımlanmış dövme çeliklerinde östenitleştirme sıcaklığına bağlı olarak mikroyapı ve dayanç etkilerinin karşılaştırılması 19

20 Saf Nb ile Nb-V ve Ti-V kombinasyonlarının östenitleştirme sıcaklığına bağlı olarak dayanç ve tokluk karşılaştırması 20

21 Çökelti sertleşen ferritik perlitik çeliklerin geçmişteki ve bugünkü durumu Kaspar,

22 C arasında soğutma süresinin sertlik ve geçiş sıcaklığına bağımlılığı (SEW ) 22

Benzer belgeler

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 1 Isıl İşlem Yöntemlerinin Sınıflandırılması ve Tanımlanması

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 1 Isıl İşlem Yöntemlerinin Sınıflandırılması ve Tanımlanması Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2011-2012 Bahar Yarıyılı TS EN 10020 Standardına göre çelikler TS EN 10020 ye göre