FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

Transkript

1 FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ Malzeme Malzeme Bilgisi Bilgisi PROF. DR. HÜSEYİN UZUN HOŞGELDİNİZ Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 1 /94

2 İkili Faz Diyagramından Hangi Bilgiler Elde Edilebilir? Yavaş soğuma ve sabit basınç şartlarında elde dilen kararlı ikili faz diyagramından, bulunduğu sıcaklık değeri ve kimyasal içeriği bilinen bir alaşımın üç önemli bilgisini elde etmek mümkündür: (1) Mevcut fazların neler olduğunu (2) Mevcut fazların bileşimleri (3) Mevcut fazların yüzde miktarları Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 2 /94

3 MEVCUT FAZLARIN BELİRLENMESİ Faz diyagramından yararlanarak belli bir sıcaklık ve bileşimdeki bir alaşımın hangi fazları içerdiğini belirlemek oldukça basittir. Örnek; Cu-Ni faz diyagramında %30ağ. Ni - %70ağ. Cu içeren bir alaşımın * 1050 C deki mevcut fazlar: Sadece (katı eriyik) fazı *Bu alaşım, 1200 C ye kadar (katı eriyik) fazı içerir. *Bu alaşımın, C arasındaki sıcaklık aralığında ise, sıvı ve katı fazı olmak üzere iki adet faz mevcuttur. * 1247 C nin üzerinde tek bir sıvı faz mevcuttur. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 3 /94

4 FAZ BİLEŞİMLERİNİN BELİRLENMESİ Önce faz diyagramı üzerinde, faz bileşimlerinin belirlenmesinin istendiği alaşım ve sıcaklık tayin edilir. Eğer tayin edilen nokta tek fazlı bir bölgede ise, fazın bileşimi, alaşımın bileşimi ile aynıdır. Cu-Ni faz diyagramında %ağ.30 Ni - %ağ.70 Cu içeren bir alaşımın 1050 C deki (A noktası) fazın bileşimini bulalım. Bu noktada sadece bir katı eriği bulunduğu için, fazının bileşimi %ağ. 30 Ni - %ağ. 70 Cu olacaktır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 4 /94

5 FAZ BİLEŞİMLERİNİN BELİRLENMESİ (BAĞ KURALI) Eğer alaşım ve sıcaklığın tayin edilmek istenen noktası, iki fazlı bir bölgede ise, bağ kuralı adı verilen bir yöntem ile faz bileşimleri belirlenecektir. Bağ kuralına göre, Cu-Ni sistemindeki %30ağ. Ni - %70ağ. Cu alaşımının, 1223 C de bulunan fazlarının bileşimini bulmaya çalışalım. Bu bölgede sıvı ve katı fazı olmak üzere iki faz mevcuttur. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 5 /94

6 FAZ BİLEŞİMLERİNİN BELİRLENMESİ (BAĞ KURALI) Bu bağ çizgisinin likidüs ile kesiştiği nokta (Csıvı) sıvı fazın bileşimini verir. (%24Ni - %76Cu) Bu bağ çizgisinin solidüs ile kesiştiği nokta (C ) fazının bileşimini verir. (%36Ni - %64Cu) Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 6 /94

7 Faz Oranlarının Belirlenmesi Bir alaşımın içerdiği fazların yüzde miktarlarını faz diyagramları yardımıyla bulabiliriz. Faz miktarı belirlenecek olan bölgede bir tek faz varsa, o fazın yüzde miktarı %100 dür. Çünkü o bölgede başka farklı bir faz yoktur ve tümüyle tek faz hakimdir. Örneğin, Cu-Ni faz diyagramında %30 Ni - %70 Cu içeren alaşımın 1050 C de (A noktası) sadece fazını içerir ve bu fazın yüzde miktarı %100 dür. Yani %100 fazı içerir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 7 /94

8 Faz Oranlarının Belirlenmesi (Kaldıraç Kuralı) * Eğer faz miktarı belirlenecek olan bölgede, iki faz varsa, o zaman kaldıraç kuralı adı verilen bir yöntem kullanılarak, faz miktarları belirlenebilir. * Alaşımlarda mevcut fazların miktarları, ağırlık (%ağ.) veya atomsal (%at.) yüzde olarak ifade edilmektedir. İngilizcede ağırlık oranı (wt%), atomsal oran (at %) şeklinde gösterilir. * Seramiklerde ise, mol yüzdesi (%mol) yaygın olarak kullanılır. * Mol ile ifade etmek kaldıraç kuralı ile elde edilecek sonucu etkilemez. Sadece sonuç, ağırlık yüzdesi yerine mol yüzdesi olarak gösterilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 8 /94

9 Faz Oranlarının Belirlenmesi Kaldıraç kuralının nasıl uygulandığını göstermek amacıyla Cu- Ni ikili faz diyagramını kullanarak örnek verelim. (Kaldıraç Kuralı) %ağ. 35 Ni - %ağ. 65 Cu içeren bir alaşımın, 1247 C de içerdiği fazların yüzde miktarlarını bulmaya çalışalım. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 9 /94

10 Faz Oranlarının Belirlenmesi (Kaldıraç Kuralı) Önce bu alaşımın 1247 C deki noktası C 0 noktası tayin edilir. C 0 noktasından geçecek şekilde düz bir bağ çizgisi çizilerek, likidüs ve solüdüs eğrileri ile kesiştirilerek C sıvı ve C noktaları belirlenir. Bu bağ çizgisi, merkezi C 0 noktası, sol ağırlık noktası C sıvı ve sağ ağırlık noktası C olan bir kaldıraca benzetilmektedir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 10 /94

11 Faz Oranlarının Belirlenmesi (Kaldıraç Kuralı) Bu kaldıracın; C 0 - C sıvı uzunluğuna x, C - C 0 uzunluğuna y dersek, Sıvı fazın yüzde miktarını bulmak için mekanikte kullandığımız moment yaklaşımına benzer bir şekilde şöyle bir eşitlik yazabiliriz: Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 11 /94

12 Faz Oranlarının Belirlenmesi (Kaldıraç Kuralı) Katı fazın yüzde miktarını da bulmak için şöyle bir eşitlik yazabiliriz: Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 12 /94

13 Faz Oranlarının Belirlenmesi (Kaldıraç Kuralı) Kaldıraç kuralı ile elde ettiğimiz eşitlikleri, 1247 C deki %35 Ni - %65 Cu alaşımına uygularsak, aşağıdaki sonuçları elde ederiz: Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

14 ÖRNEK UYGULAMA 1: Aşağıdaki şekilde gösterilen Bi Sb faz denge diyagramına bakarak, %50at. Bi - %50at. Sb içeren alaşımın 250 C, 450 C ve 550 C lerdeki; (a) Her bir fazın bileşimini bulunuz. (b) Her bir fazın yüzde miktarlarını bulunuz. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

15 ÇÖZÜM: (a) 250 C de %at. 50 Bi - %at. 50 Sb alaşımı, sadece fazını içerir. Dolayısıyla fazı, %at. 50 Bi - %at. 50 Sb bileşimine sahiptir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 15 /94

16 ÇÖZÜM: (a) 450 C de, sıvı + olmak üzere iki faz mevcuttur. İki faz olduğu için bağ kuralını uygulayarak her bir fazın bileşimlerini bulabiliriz. Bağ çizgisini alaşımın 450 C deki noktası üzerinden çizerek likidüs ve solüdüs eğrileri ile kesiştirdiğimizde C sıvı ve C bileşim noktalarını buluruz. Sıvı fazın bileşimi (C sıvı ) = % at. 36 Sb - % at. 64 Bi Katı ( ) fazın bileşimi (C ) = % at. 80 Sb - % at. 20 Bi Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 16 /94

17 (a) Alaşım, 550 C de tek bir sıvı faz içerdiği için, bu noktadaki sıvı fazın bileşimi: %at. 50 Bi - %at. 50 Sb olacaktır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 17 /94

18 (b) Her bir fazın yüzde miktarlarını bulunuz. Alaşım, 250 C de sadece katı eriyik fazını içerdiği için, bu noktada % 100 fazı mevcuttur. Alaşım 550 C de de sadece sıvı eriyik fazını içerdiği için, bu noktada da % 100 sıvı faz mevcuttur. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 18 /94

19 (b) Her bir fazın yüzde miktarlarını bulunuz. Alaşımın 450 C de ise, sıvı + fazları olmak üzere iki faz vardır. Dolayısıyla bu iki fazın yüzde miktarlarını bulabilmek için kaldıraç kuralını uygulayabiliriz. Bağ çizgisinin likidüs ve solüdüsü kestiği noktalardaki C sıvı ve C bileşimleri faz diyagramından yaralanılarak bulunur. Sıvı fazın yüzde miktarı % Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 19 /94

20 (b) Her bir fazın yüzde miktarlarını bulunuz. Alaşımın 450 C deki Katı fazının yüzde miktarını bulalım Katı fazın ( ) yüzde miktarı % Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 20 /94

21 ÖRNEK 2: 10 kg ağırlığındaki % ağ. 70 Bi - % ağ. 30 Sb alaşımın, 360 C de bulunan fazlarının ağırlık miktarlarını hesaplayınız ÇÖZÜM 2: Bi-Sb faz diyagramı üzerinde, bu alaşımın 360 C deki yeri tespit edilir. Kaldıraç kuralı uygulanarak çizilen bağ çizgisinin kesiştiği likidüs eğrisi üzerindeki C sıvı ve solüdüs eğrisi üzerindeki C bileşimleri bulunur. Sonra kaldıraç kuralı eşitlikleri uygulanarak faz miktarları hesaplanır. C sıvı C C 0 = %ağ. 13 Sb = %ağ. 49 Sb = %ağ. 30 Sb Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 21 /94

22 ÇÖZÜM 2: 10 kg ağırlığındaki % ağ. 70Bi - % ağ. 30 Sb alaşımın, 360 C de bulunan fazlarının ağırlık miktarlarını hesaplayınız Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 22 /94

23 ÇÖZÜM 2: 10 kg ağırlığındaki % ağ. 70 Bi - % ağ. 30 Sb alaşımın, 360 C de bulunan fazlarının ağırlık miktarlarını hesaplayınız Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 23 /94

24 SORU: Yavaş soğuma şartlarındaki Cu-Ni alaşımının hem %ağ. 30 Ni-%ağ.70Cu bileşiminde bir sıvı fazdan ve hem de %ağ. 50 Ni - %ağ. 50 Cu bileşiminde bir fazından oluşması mümkün müdür? Eğer mümkünse, alaşımın yaklaşık sıcaklığı kaç C olmalıdır? Eğer mümkün değilse, niçin mümkün olmadığını yazınız. CEVAP: %ağ. 30 Ni-%ağ.70Cu bileşimindeki bir sıvı fazı bulmak için %30 Ni bileşiminden likidüs eğrisi ile kesiştirilecek bir çizgi çizilir. Kesişen noktadan bağ çizgisi çizilerek solüdüs eğrisi ile kesiştirilir. fazının bileşimi bulunur. Burada fazının %ağ. 42 Ni içeren bir bileşime sahip olduğunu görürüz. Demek %ağ. 50 Ni - %ağ. 50 Cu bileşiminde bir fazından oluşması mümkün değildir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 24 /94

25 Yavaş Soğuma Esnasında Oluşan Mikroyapılar Cu-Ni faz diyagramı üzerinde, % 35 Ni - % 65 Cu içeren bir alaşımı ele alalım. Bu alaşımı tamamen sıvı faz oluşuncaya kadar ısıtalım (1300 C ye kadar). Daha sonra yavaş soğutma (dengeli katılaşma) şartlarında soğutmaya başlayalım. Soğutma esnasında meydana gelen mikroyapılar şematik olarak yandaki diyagramda daire içerisinde gösterilmektedir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 25 /94

26 Yavaş Soğuma Esnasında Oluşan Mikroyapılar 1300 C deki alaşımın mikroyapısı, %100 sıvı haldedir (a noktası). Sıvı fazın bileşimi ise, % 35 Ni - % 65 Cu şeklindedir. a noktasından itibaren soğutmaya başladığımız bu alaşımın mikroyapısı ve bileşimi, likidüs eğrisine (1270 C) ulaşıncaya kadar değişmez. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 26 /94

27 Yavaş Soğuma Esnasında Oluşan Mikroyapılar Yavaş soğutma likidüs çizgisini geçtiği anda sıvı faz içerisinde katı fazı çekirdeklenmeye başlar (b noktası). Soğutma işlemi 1250 C ye (c noktası) ulaşınca, katı faz taneleri biraz büyümüş olur. Bu noktada bağ çizgisinden yararlanarak fazların bileşimini bulabiliriz: fazı = % 43Ni + %57Cu sıvı faz = % 32Ni + %68 Cu Kaldıraç kuralı yardımıyla da fazların yüzde miktarlarını buluruz: % katı fazı ve % 61.5 sıvı Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 27 /94

28 Yavaş Soğuma Esnasında Oluşan Mikroyapılar Yavaş soğutma devam ederse katı faz miktarı daha da artar, sıvı faz miktarı ise azalır C ye ulaşılınca (d noktası), mikroyapıdaki miktarı % 96 ya çıkmış ve sıvı faz ise % 4 e düşmüş olacaktır. Bu noktada bağ çizgisinden yararlanarak fazların bileşimini bulabiliriz: fazı = % 35Ni + %65Cu sıvı faz = % 24Ni + %76 Cu Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 28 /94

29 Yavaş Soğuma Esnasında Oluşan Mikroyapılar Katılaşma işlemi, soludüs eğrisine (1220 C) ulaşınca tamamlanır C de ise (e noktası) alaşım % 100 katı eriyik şeklindedir. Bileşimi de fazı = % 35Ni + %65Cu Bu yapı, 0 C ye kadar değişmeden kalır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 29 /94

30 Katı Eriyik Alaşımlarının Dengesiz Katılaşması Soğuma çok hızlı olduğunda atomların difüzyonu için yeterli zaman olmadığından dengesiz şartlar meydana gelir. * Katı içerisinde difüzyon için zamanın yetersiz olması segregasyonlu bir yapı oluşturur. * Dengesiz solidüs çizgisinin gerçek yeri ve son dengesiz solidüs sıcaklığı soğuma hızına bağlıdır. Yüksek soğutma hızı, dengede daha büyük sapmalara neden olur. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

31 ÖRNEK: Cu-%40Ni alaşımının dengesiz katılaşma koşullarında 1300 o C, 1270 o C, 1250 o C, ve 1200 o C deki (a) Her bir fazın yüzde miktarlarını bulunuz. (b) Dengeli katılaşma koşulları ile karşılatırınız? Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

32 ÇÖZÜM: Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

33 Katı Eriyik Alaşımlarının Dengesiz Katılaşması * Dengesiz katılaşmada elementlerin tane içindeki dağılımı homojen değildir ki bu duruma segregasyon adı verilir. * İlk katılaşmanın gerçekleştiği tanelerin merkezi yüksek ergime sıcaklığına sahip element açısından daha zengin yoğunluğa sahiptir. Cu-Ni sisteminde nikelin ergime derecesi daha yüksek olduğu için tane merkezlerindeki nikel yoğunluğu, tanenin diğer bölgelerine nazaran daha fazladır. * Düşük ergime sıcaklığına sahip bakır ise tane sınırları ve buraya yakın bölgelerde, tane merkezine nazaran daha yoğun olarak bulunacaktır. * Bu duruma çekirdekli yapı adı verilir. Bu yapı, malzemenin özelliklerini de etkiler. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

34 Katı Eriyik Alaşımlarının Dengesiz Katılaşması * Çekirdekli bir yapı oluşmuş bir döküm parçası, yeniden ısıtıldığında düşük ergime sıcaklığına sahip elementinin (örneğin Cu-Ni sisteminde Cu elementi) yer aldığı tane sınırları önce ergimeye başlayacaktır. * Bu durum yapının mekanik açıdan bütünlüğünü bozacaktır. * Bu nedenle ergime, daha düşük solidüs sıcaklıklarında başlar. * Çekirdekli yapı oluşumu ve meydana gelen olumsuz etkileri düzeltmek için alaşımlarda, solidüs çizgisinin altındaki sıcaklıklarda homojenleştirme tavı uygulanır. * Bu ısıl sayesinde tane içindeki yapı element olarak homojen hale getirilmiş olunur. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

35 Faz Diyagramı ve Mukavemet Arasındaki İlişki * Bakıra yaklaşık %60 Ni ilave edilene kadar Bakırın dayanımı katı eriyik mukavemetlenmesi ile artar. * Saf Nikele %40 Cu ilavesi ile katı eriyik mukavemetlenmesi sağlanır. * Cu-%60 Ni(Monel) ile maksimum dayanım elde edilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

36 Cu-Ni ALAŞIM SİSTEMİNDE ÇEKME DAYANIMI VE YÜZDE UZAMANIN BİLEŞİME BAĞLI ETKİSİ Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 36 /94

37 KATI ERİYİK MUKAVETLENDİRMESİ Katı eriyik oluşturarak metalik malzemenin mukavemetinin artırılmasıdır. Bakırın akma mukavemeti üzerine değişik alaşımların etkileri yanda gösterilmektedir. Nikel ve çinko atomları bakır atomları ile yaklaşık aynı büyüklükte ama berilyum ve kalay oldukça farklı boyutlardadır. Atomik boyutlardaki farklılıklar ve alaşımlama miktarındaki değişim katı-eriyik mukavemetlendirmesini artıracaktır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

38 KATI ERİYİK MUKAVETLENDİRMESİ Cu-Ni sisteminde orijinal Cu kafesine bilinçli olarak Ni arayer atomlar sokulduğu için Cu-Ni alaşımı, saf Cu dan daha yüksek dayanıma sahiptir. Cu-Zn sisteminde, %40 dan daha az çinko bakıra ilave edildiğinde, Zn yer alan atomu olarak davranır, Cu-Zn alaşımını mukavemetlendirir. Cu-Ni Cu-Zn Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

39 KATI ERİYİK MUKAVETLENDİRMESİ Bakır ile diğer elementlerin yüzde atom boyut fakları karşılaştırılmaktadır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

40 Bakıra, farklı oranlarda çinko ilave edildiği zaman, alaşımın mekanik özelliklerinin nasıl değiştiği aşağıdaki diyagramda gösterilmektedir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

41 ÖRNEK PROBLEM: Minimum akma mukavemeti psi minimum çekme mukavemeti psi ve minimum uzamanın %20 olduğu Cu-Ni alaşımı bir ürün istenmektedir. İstenen özellikleri sağlayacak en uygun döküm alaşımını tasarlayınız. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

42 ÇÖZÜM: Şekilden istenilen mekanik özellikleri verecek alternatif alaşımlar belirlenir: 1- %10Cu - %90Ni alaşımı olabilir. Maliyet göz önüne alındığında düşük Nikel içerikli olanı tercih edilir. Nikel pahalıdır. 2- Cu - %40Ni ile %60Ni arasındaki alaşımlar olabilir. Düşük nikel alaşımları düşük ergime derecesi (düşük likidüs) vereceğinden daha düşük sıcaklıklarda döküm yapılmasını sağlayacaktır. Bu nedenle alaşım Cu-%ağ. 40 Ni seçilebilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

43 ÖRNEK: %25Si-Ge alaşımının ilk oluşan katı fazını ve son oluşan katı fazını Ge-Si faz diyagramında gösteriniz. İlk oluşan katı faz Son oluşan katı faz Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94

44 ÖRNEK UYGULAMA 3: Cu-Ni faz diyagramından yararlanarak Cu-%ağ. 40 Ni alaşımının 1300 o C, 1270 o C, 1250 o C, ve 1200 o C deki (a) Her bir fazın bileşimini bulunuz. (b) Her bir fazın yüzde miktarlarını bulunuz. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 44 /94

45 ÖDEV SORULARI: Soru 1- Aşağıda kimyasal içerikleri verilen alaşımların belirtilen sıcaklık değerlerindeki; 1- Mevcut fazlar nelerdir ve bu fazların bileşimlerini bağ kuralı yardımıyla bulunuz. 2- Mevcut fazların yüzde miktarlarını kaldıraç kuralı yardımıyla bulunuz. 3- Şematik mikroyapılarını çiziniz. Faz diyagramlarını internetten bulabilirsiniz. (a) %ağ. 25 Sn - %ağ. 75 Pb alaşımı; 200 C, 184 C ve 182 C (b) %ağ Ag %ağ Cu alaşımı; 850 C ve 779 C (c) %ağ. 30 Ni - %ağ. 70 Cu alaşımı; 1260 C, 1210 C ve 1000 C Soru 2- Alüminyum-silisyum alaşım sisteminin faz dönüşümleri ile ilgili karakteristik özellikler aşağıda verilmiştir. * Ötektik reaksiyon gösteren Al-Si sisteminin ötektik çizgisi 577 C üzerindedir. * Silisyum içerisinde alüminyum, 577 C de çözünmez. * Alüminyum içerisinde silisyum, 577 C de en fazla % 2 ve oda sıcaklığında da sıfır oranında çözünür. * Alüminyumun ergime sıcaklığı : 669 C * Silisyumun ergime sıcaklığı : 1410 C * Ötektik Sıcaklığı : 577 C * Ötektik Bileşim : %ağ Si - %ağ Al (a) İkili ötektik faz diyagramına sahip olan Al-Si sisteminin, faz diyagramını yukarıda verilen bilgiler doğrultusunda çiziniz. (b) %ağ. 10 Si - %ağ. 90 Al alaşımının ve % 12.6 Si - % 87.4 Al alaşımının soğuma eğrilerini çiziniz. (c) %ağ. 10 Si - %ağ. 90 Al alaşımının 680 C, 578 C, 576 C ve oda sıcaklığındaki fazlarının bileşimini ve yüzde miktarlarını bulunuz. Şematik mikroyapılarını çiziniz. (d) % ağ.12.6 Si - %ağ Al alaşımının 650 C ve 576 C sıcaklığındaki fazların bileşimini ve yüzde miktarlarını bulunuz. Şematik mikroyapılarını çiziniz. (f) %ağ. 40 Si - %ağ. 60 Al alaşımının 1100 C, 660 C, 578 C ve 576 C lerdeki fazların bileşimini ve yüzde miktarlarını bulunuz. Şematik mikroyapılarını çiziniz. Soru 3 - %ağ.20ag - %ağ.80cu alaşımının 1000 gr ı 1100 C den oda sıcaklığına kadar yavaş soğuma şartlarında soğutulmaktadır (a) 900 C de kaç gram sıvı ve fazı vardır. (b) 781 C de kaç gram sıvı ve ötektik öncesi fazı vardır. (c) 779 C de kaç gram ve fazları vardır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 45 /94

46 ÖDEV SORULARI: Soru 4- Cu-%35Ni alaşımının dengesiz katılaşma koşullarında 1300 o C, 1270 o C, 1250 o C, ve 1200 o C deki (a) Her bir fazın yüzde miktarlarını bulunuz. (b) Dengeli katılaşma koşulları ile karşılatırınız? Soru 5- Ötektik alaşımların üstünlükleri nelerdir? Endüstriyel uygulamalarda hangi makine elemanları ve cihazların ötektik alaşımlardan yapıldığına örnekler gösteriniz. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 46 /94

47 DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94