DEMİR KARBON ALAŞIMLARI

Transkript

1 DEMİR KARBON ALAŞIMLARI

2 Fe Al Cu Zn Diğer Dünya Metal Üretimi Fe Cu Al Zn Diğer (%)

3

4

5 1600 C 1400 C d L 1200 C 1000 C g 800 C a 600 C Çelik Dökme Demir 400 C Fe 1% C 2% C 3% C 4% C 5% C 6% C 6.70% C

6 Çelik ve Dökme Demirler Fe-C denge diyagramı sadace demir ve karbon alaşımlarına aittir. Çelikler ve dökme demirler genellikle diğer alaşım elementlerini bileşimlerinde içerebilirler. Alaşım elementlerinin mevcudiyeti Fe-C diyagramını modifiye eder.

7 Demir Karbon Alaşımlarının Sınıflandırması Fe C Alaşımları Çelikler Dökme Demirler Alaşımsız Çelikler Alaşımlı Çelikler Gri Dökme Demir Küresel Grafitli Dökme Demir Beyaz Dökme Demir Temper Dökme Demir Az Alaşımlı Yüksek Alaşımlı Az karbonlu Orta karbonlu Yüksek karbonlu Mn çeliği Cr çeliği Cr-Mo çeliği Ni-Cr çeliği Ni-Cr-Mo çeliği Paslanmaz çelik Takım çeliği

8 Çeliklere Alaşım Elementlerinin Etkisi Faz diyagramını modifiye eder TTT diyagramını modifiye eder Mukavemeti artırır Korozyon direncini artırır

9 Çeliklere Alaşım Elementlerinin Etkisi

10 Çeliklerin Mikroyapısı

11 Alaşımlı Çelikler Alaşım Elementi < % 5 Az Alaşımlı Çelik Mn Çelik Cr Çelik Cr-Mo Çelik Ni-Mo Çelik Ni-Cr-Mo Çelik Alaşım Elementi > % 5 Yüksek Alaşımlı Çelik Paslanmaz Çelik Takım Çeliği

12 Az Alaşımlı Çelikler a) Alaşımsız çeliklerde süneklik ve toklukta aşırı azalma olmaksızın 700 MPa dan daha yüksek mukavemet değerlerine ulaşılamaz, b) Kalın kesitli alaşımsız çeliklerin tüm kesiti ısıl işlemle martensite dönüştürülemez. Alaşımsız çeliklerde su verme ile oluşan sertlik derinliği düşüktür, c) Alaşımsız çeliklerin korozyon ve oksidasyon direnci düşüktür, d) Orta karbonlu alaşımsız çeliklerde yapının tamamen martensite dönüşmesi için su verme işlemi çok hızlı yapılmalıdır. Hızlı soğutma, ısıl işlem sonrasında parçada aşırı distorsiyona ve çatlamaya neden olur, e) Düşük sıcaklıklarda alaşımsız çeliklerin darbe direnci çok düşüktür.

13 Az Alaşımlı Çelikler

14 Ni-Cr Çelikleri

15 Yüksek Alaşımlı Çelikler Paslanmaz Çelikler Ferritik Paslanmaz Çelikler, Martensitik Paslanmaz Çelikler, Ostenitik Paslanmaz Çelikler Çökelme ile Sertleşen Paslanmaz Çelikler Takım Çelikleri Suda Sertleşen Takım Çeliği Şok Dirençli Takım Çeliği Soğuk İş Takım Çeliği Sıcak İş Takım Çeliği Yüksek Hız Takım Çeliği Plastik Kalıp Takım Çeliği Özel Amaç Takım Çeliği

16 Paslanmaz Çelikler %12 den daha yüksek oranda Cr içerirler ve bir çok ortamda üstün korozyon direncinine sahiptirler. Ferritik P.Ç.: %12-30 Cr ve %0,12 den az C içerirler. HMK yapıdadırlar. Ni içermediklerinden ucuzdurlar. Martensitik P.Ç.: %12-17 Cr ve %0,15-1,0 C içerirler. Su verme ve temperleme ısıl işlemleri uygulanabilir. Ostenitik P.Ç.: %16-25 Cr, %7-20 Ni içerirler. Korozyon dirençleri ferritik ve martensitik p.ç. den üstündür. Çökelme ile Sertleşen P.Ç.: Ostenitik p.ç. lerden farkları, bileşimlerinde Al, Nb ve Ta gibi alaşım elementleri içermeleridir. Düşük karbon içeriklerinde bile üstün mekanik özelliklere sahiptirler. Yaşlandırma ile sertleştirilirler.

17 Paslanmaz Çelikler

18 Paslanmaz Çelikler

19 Paslanmaz Çelikler

20 Paslanmaz Çelikler

21 Paslanmaz Çelikler

22 Takım Çelikleri Bileşimlerinde %50 ye varan oranlarda Cr, Mo, V, W, Co gibi alaşım elementi içerirler. Sıcak ve soğuk haldeki iş parçalarını kesme, dövme, vs yöntemlerle şekillendiren kalıpların yapımında kullanılırlar.

23 Takım Çeliklerinin Sınıflandırılması Suda Sertleşen T.Ç.: Bileşimlerinde az oranda Cr ve V bulunur. Karbon oranları %0,60-1,40 arasındadır. Su verilerek mukavemetleri arttırılır. Şok Dirençli T.Ç.: Yüksek tokluk ve tekrarlı darbeli, yüklemelerin olduğu yerlerde kullanılırlar. Nispeten düşük C (%0,4-0,65) ve alaşım elementi olarak Si, Cr, V bazen de Mo içerirler.zımba ve kesici bıçak yapımında kullanılırlar. Soğuk İş T.Ç.: (a) Yağda Sertleşen: Yüksek C lu (%0,9-1,5) ve alaşım elementi olarak Mn ve az miktarda Cr ve W içerirler. Yağda su verilerek sertleştirilirler. (b) Havada Sertleşen: Yaklaşık %1 C, %2 Mn, %5 Cr (maks.), %1 Mo içerirler. Havada soğutularak sertleştirilirler. (c) Yüksek C lu Yüksek Cr lu: %1,5-2,35 C, %12 Cr içerirler. Ayrıca Mo, V ev Co da alaşım elementi olarak bulunabilir. Mo içeren türleri havada, içermeyenleri yağda su verilerek sertleştirilir.

24 Takım Çelikleri Sıcak İş T.Ç.: Yüksek sıcaklıklardaki kesme ve şekillendirme işlemlerinde kullanılırlar. %0,3-0,6 C, %2-12 Cr ve Mo, W gibi alaşım elementleri içerirler. Havada sertleştirilebilirler. (a) Cr lu: En az %3,25 Cr ve daha az oranlarda V, W ve Mo içerirler. Yüksek tokluğa sahiptirler. Sıcak dövme kalıbı, sıcak kesme bıçağı ve Alüminyum döküm kalıplarının yapımında kullanılırlar. (b) W lı: %9-18 W ve %3-12 Cr içerirler. Daha yüksek sıcaklıklara dayanıklıdırlar. (c) Mo li: Sünekliğin ve tokluğun önemli olmadığı durumlarda kullanılırlar.

25 Takım Çelikleri Yüksek Hız T.Ç.: Ana element olarak W ve Mo içerirler. Cr, V ve Co da içerebilirler. Karbon içerikleri %0,75-1,2 arasındadır. Yüksek sıcaklıklarda yumuşama, aşınma ve şok dirençleri çok yüksektir. (a) W lı: Kesici takım yapımında kullanılır. Maliyetleri yüksektir. (b) Mo li: Kesici takım yapımı ve çeşitli soğuk işlem koşullarında çalışan kalıpların imalatında kullanılırlar. Plastik K.Ç.: Düşük ve orta C lu Cr ve Ni alaşımlı az oranda V ve Mo içeren çeliklerdir. Toplam alaşım elementleri %1,5-5 düzeyindedir. Özel Amaçlı T.Ç.: Bileşimleri suda setleşen t.ç. lerine yakındır. Aşınma direnci ve sertleşebilirliği arttırmak için Cr, V, Mo ve Ni içerebilirler. Genellikle yağda su verme ile sertleştirilirler.

26 Takım Çelikleri

27 Yüksek Hız Takım Çelikleri

28 Yüksek Hız Takım Çelikleri

29 DÖKME DEMİRLER

30 Dökme demirler, sadece döküm yoluyla şekillendirilebilen Fe-C alaşımlarıdır. Döküm sektörünün en yüksek tonaja sahip ürünüdür. Ergitme ve dökümü kolaydır. Kalıp şeklini alabilme kabiliyeti yüksektir. Katılaşma sırasındaki büzülme sınırlıdır. Genellikle, düşük maliyetli mühendislik uygulamalarında kullanılırlar. Darbe direnci ve sünekliğin düşük olması yaygın kullanımını engellemektedir. Basma mukavemeti ve sertliği geniş bir aralıkta değişir. Genellikle talaşlı işlenebilirliği yüksektir. Uygun alaşımlama ile aşınma, abrazyon ve korozyon dirençleri geliştirilebilir. Titreşim sönümleme özelliği çok iyidir.

31 Fe-C diyagramına göre dökme demirler % 2-6,7 aralığında karbon içerir. Karbon gevrekliği artırdığından ticari uygulamalar için dökme demirin karbon içeriği max. % 4 ile sınırlıdır. Dökme demirlerin mikroyapısında sementit yerine grafit bulunur. Silisyum grafit oluşumunu teşvik eder. Dökme demirler Fe-C-Si alaşımı olarak kabul edilir (% 2-4 C + % 0,5-3 Si). Dökme demirlerin kimyasal bileşim sınırları geniştir 1600 C 1400 C 1200 C 1000 C 800 C 600 C d a 400 C F e L g Çelik Dökme Demir 1% 2% 3% 4% 5% 6%C 6.70%

32 Ötektik reaksiyon: Sıvı Ostenit + Sementit (Metastable) Sıvı Ostenit + Grafit (Stable) Düşük soğuma hızı, yüksek C ve Si kararlı dönüşümü teşvik eder.

33 Ötektoid reaksiyon: Yavaş Soğuma: Ostenit Ferrit + Grafit Düşük soğuma hızında (örneğin fırın içinde) ostenit ferrit ve grafite dönüşür. Bu işlem tavlama olarak isimlendirilir. Hızlı Soğuma: Ostenit Ferrit + Sementit Yüksek soğuma hızında (örneğin havada) ostenit perlite dönüşür Bu işlem normalizasyon olarak isimlendirilir. Bazı alaşım elementleri (ör % 0,05 Sn ve % 0,5 Cu) perlitik dönüşümü teşvik eder. Matris su verme + temperleme veya ostemperleme (beynitik yapı) işlemleri ile de değiştirilebilir.

34 Dökme demirlerin matrisi; Ferritik (yavaş soğutma), Perlitik (hızlı soğutma), Beynitik (ostempeleme) Martensitik (su verme + temperleme veya martemperleme) olabilir.

35 Silisyumun Etkisi Sementit yerine grafit oluşumunu teşvik eder Fe3C 3 Fe + C (grafit) Ötektik noktayı düşük C değerlerine kaydırır. Ceş = % C + 1/3 %Si Ceş = % 4,3 ötektik bileşim Ceş > % 4,3 ötektik üstü Ceş < % 4,3 ötektik altı Grafit morfolojsini belirler

36 (a) Gri Dökme Demir, (b) Beyaz Dökme Demir, (c) Temper Dökme Demir (d) Küresel Grafitli Dökme demir (e) Vermikular Grafitli Dökme Demir

37 Grafit Morfolojisinin Kontrolu

38 Gri Dökme Demir En genel ve en ucuz dökme demir türdür. Bileşiminde %2,5-4 C ve %1,0-3.0 Si bulunur. Katılaşmadan sonra içerdiği karbonun büyük bir kısmı grafit lamelleri bulunur. Mikroyapıda demir fosfor ötektiği olan steadit fazı da bulunabilir. Matris genellikle perlitik ve/veya ferritiktir. Kırık yüzeyi gri renktedir.

39

40 Özellikler Grafitin lamelerin çentik etkisi nedeniyle çekme mukavemeti ve kopma uzaması düşüktür (%1 'den az). Basma gerilmelerine karşı yüksek direnç gösterirler. Talaşlı işlemeye çok uygundur. Aşınma dirençleri ve titreşimleri sönümleme kapasitesi de yüksektir. TSE ye göre DDL (dökme demir lamel grafitli) DIN e göre GG (Gusseisen mit Lamellen graphit=grauguss) işareti ile gösterilirler. DDL 10 = GG 10 = çekme mukavemeti 10 kg/mm². ASTM ye göre gri dökme demir Class 20,30,40 vb şekilde sınıflara ayrılmıştır. Class 20 = çekme mukavemeti psi.

41 Beyaz Dökme Demir Bileşimlerinde genellikle % 1,8-3,6 C ve % 0,5-1,9 Si bulunur. Ceş in düşük olması nedeniyle, karbon katılaşmadan sonra grafit yerine karbür oluşturur. Kırılma yüzeyi beyaz ve kristalin görünümdedir. Döküm halindeki mikroyapı genellikle perlitik matris içinde iri demir karbürler içermektedir. Krom ve molibden gibi alaşım elementlerinin ilavesi mikroyapıda alaşım karbürlerinin oluşmasını teşvik eder. Isıl işlemle matris yapısının martensite dönüştürerek sertliğini artırmak mümkündür. Yüksek sertliğe sahip olan beyaz dökme demirler yüksek abrasif aşınma direnci gerektiren mühendislik uygulamasında tercih edilir. Alaşım elementi ilavesi ile korozyon ve ısı direnci geliştirilebilir.

42 Temper Dökme Demir Beyaz dökme demirin temperleme olarak tabir edilen ısıl işlemle mikroyapıdaki karbürlerin parçalanması sonucu rozet şekilli grafitlerin (temper karbon) oluştuğu dökme demir türüdür. 925 C de sementit ostenit ve garfite ayrışır. Ferritik matris elde etmek için C aralığında yavaş soğutma (5-15 C/h) yapılmalıdır. Bu durumda ostenit ferrite dönüşürken fazla karbon grafit rozetlerine dogru yayınır. Havada soğutma perlitik yağda soğutma martensitik matris oluşturur.

43 Temper dökme demirlerin mikroyapısında nispeten küresel küresel grafitlerin mevcudiyeti üstün mukavemet - süneklik kombinasyonu sağlar. Matrisin ferritik veya perlitik olması ısıl işlem koşullan ile ilgilidir. TSE ye göre Beyaz Temper Dökme Demir BTD Siyah Temper Dökme Demir STD işareti ile gösterilir. Takip eden sayılar kg/mm² cinsinden min çekme mukavemetini gösteriri. DIN e sınıflnadırmada Beyaz Dökme Demiri GTW, Siyah Temper Dökme Demiri GTS işareti ile göstermektedir. ASTM ye göre siyah temper dökme demir sınıflandırması: : Ferritik, Akma Muk psi (min), %18 kopma uzaması (min) : Perlitik, Akma Muk psi (min), %4 kopma uzaması (min)

44 Küresel Grafitli Dökme Demir Mikroyapısında grafitin küresel morfolojide bulunduğu dökme demir türüdür. Grafitin küresel morfolojisi sıvı demirin % 0.07 oranında magnezyum veya seryum ile aşılanmasıyla elde edilir. Bileşimlerinde genellikle %3,0 4,0 karbon ve % 1,8 2,8 silisyum bulunur.

45 Küresel Grafli DD Sıcak yırtılma yok Ferritik kalitenin üretimi pahalı Perlitik kalite dökülmüş halde elde edilir Tavlama süresi kısa Isıl işlemle kolay sertleşme, az çarpılma Temper DD Sıcak yırtılma var Ferritik kalitenin üretimi ucuz Perlitik kalite alaşımlama veya ısıl işlemle elde edilir Tavlama süresi uzun Çarpılma problemi olabilir TSE ye göre DDK (Dökme demir küresel grafitli, DIN e göre GGG simgesi ile gösterilirler. İzleyen sayılar min çekme mukavemetidir. ASTM ye göre min çekme mukavemeti, akma mukavemeti ve kopma uzaması rakkamları ile karakterize edilir işaretli dökme demir psi min çekme mukavemeti, akma mukavemeti % 18 uzamaya sahip küresel grafitli dökme demir

46 Özellikler Talaşlı işlenme kabiliyeti yüksektir. İşenebilirliği eşdeğer sertlikteki gri dökme demirden daha iyidir. Grafitin küresel morfolojisi nedeniyle çeliklerle kıyaslanabilecek mertebede mukavemet ve tokluk değerlerine sahiptir. Korozyon direnci gri dökme demire eşit, karbon çeliğinden daha iyidir Döküm halinde ferritik ve/veya perlitik olan matriks yapısını ısıl işlemle martensite (su verme + temperleme veya martemperleme) ve beynite (ostemperleme) dönüştürmek mümkündür.

47 Vermüküler Grafitli Dökme Demir Sıvı demire, grafitin küreleşme için gerekli olandan daha az miktarda Mg,, Ce, Ti ilavesi ile üretilir. Kükürt miktarı %0,035 den az olmalıdır. Mikroyapısında grafitler yarı küresel morfolojidedir. Mekanik özelliklerin gri dökme demirle küresel grafitli dökme demir arasındadır. Gri dökme demirden daha yüksek mukavemete, tufal oluşum direncine ve ısı iletimine sahiptir. Matris ferritik veya perlitik olabilir. Ferritik Perlitik Çekme Mukavemeti (MPa) Akma Mukavemeti (MPa) Sertlik (BSD) C de Darbe En. (joule) 7 3

48 Dökme Demirler

49 DEMİR KARBON ALAŞIMLARINDA FAZ DÖNÜŞÜMLERİ

50 Sıvı 1537 d - ferrit 2.96 Å 1394 A 4 (HMK) g - ostenit 3.56 Å YMK (YMK) 911 A Curie noktası, A 2 a - ferrit (HMK) 2.86 Å Zaman HMK

51 Fe de Katı Eriyik Oluşumu

52 HMK ve YMK daki arayer atomları. Birim hücreye yerleşebilecek maksimum çaplı yabancı atomlar siyah küreler ile gösterilmiştir. YMK yapıda daha az sayıda, ancak daha geniş arayer boşlukları mevcuttur.

53 Fe C Denge Diyagramı Demirin allotropik/polimorfik özelliği. 912 o C 1495 o C 1538 o C HMK YMK HMK Sıvı HMK (a) yapısında karbon çözünürlüğü: % 0.02 YMK ( ) yapısında karbon çözünürlüğü: % 2.1

54 Fe C Denge Diyagramı

55 Fe C Denge Diyagramı

56 Alaşım Elementlerinin Fe C Denge Diyagramına Etkisi Si Ni Al Mn Be Co P Pt Ti V Mo Cr C N Cu Zn Au B Nb

57 Alaşım Elementlerinin Ötektoid Noktaya Etkisi

58

59

60 Alaşım Elementlerinin Karbür Oluşturma Eğilimleri Dissolve: Çözünmek

61 Karbür Türleri

62 Ostenit Sahasından Soğuma YAVAŞ SOĞUMA (Dengeli Soğuma) Ostenit (g) Ferrit (a) + Sementit (Fe 3 C) YMK HMK HIZLI SOĞUMA (Dengesiz Soğuma) Ostenit (g) Martensit (a ) YMK HMT

63 Dengeli Soğuma Ötektoid Çelik

64 Dengeli Soğuma Ötektoid Çelik

65 Dengeli Soğuma Ötektoid altı Çelik

66 Dengeli Soğuma Ötektoid altı Çelik

67 Dengeli Soğuma Ötektoid üstü Çelik

68 Dengeli Soğuma ile Oluşan Mikroyapılar % 0 Karbon (Tamamen ferrit) % 0.4 Karbon (Ferrit + perlit) % 0.8 Karbon (Tamamen perlit) % 1.4 Karbon (Perlit + sementit)

69 Dengeli Soğuma

70 Dengesiz Soğuma

71 Dengesiz Soğuma

72 Dengesiz Soğumanın Mikroyapıya Etkisi Ostenit fazından oda sıcaklığına hızlı soğutma ile oldukça sert ve kırılgan bir faz olan martensit elde edilir. g (ostenit) a (martensit) Martensit oluşumu için kritik soğuma hızları saf demir için 10 5 o C/s, % 0.8 C içeren çelik için 200 o C/s mertebelerindedir.

73 Dengesiz Soğumanın Mikroyapıya Etkisi

74 Martensit Mo, Mn, Cr, Ni, C elementlerinin ilavesi martensit oluşumu için gerekli kritik soğuma hızını düşürür. %2-7 oranında bu elementleri içeren çelikler (düşük alaşımlı çelikler) yüksek sertleşebilme kabiliyetine sahiptir. Bu özellik yapıda martensitin kolay oluşturulabilmesinden kaynaklanmaktadır. Martensitik yapı yüksek mukavemet gerektiren makine elemanlarında oluşturulur. Martensit (a ) kırılgan bir faz olduğu için o C de temperlenerek tokluğu daha yüksek olan Temperlenmiş Martensit (a+fe3c) e dönüştürülür. Temperleme sırasında; a (martensit) a (ferrit) + Fe 3 C (ince partiküller olarak) reaksiyonu gerçekleşir ve bu tip çelikler su verilmiş ve temperlenmiş çelikler olarak adlandırılır.

75 Martensit

76 Temperlenmiş Martensit

77 Çeliklerde Dengesiz Soğuma

78 İzotermal Dönüşüm Dönüşüm sıcaklığı martensit oluşumuna izin vermeyecek kadar yüksek ve perlit oluşumu için de düşük ise dönüşüm sonunda ince tüylü görünüşlü ferrit ve sementitten oluşan bir yapı oluşur. Elekton mikroskobu çalışmaları bu yapının da perlitte olduğu gibi sementit ve ferrit lamellerinden oluştuğunu göstermiştir. Ancak sementit lamellerinin boyları oldukça kısadır. Bu yapıya BEYNİT denir.

79 İzotermal Dönüşüm

80 TTT Diyagramı

81 TTT Diyagramı

82 TTT Diyagramı % 0.8 C lu çeliğin TTT eğrisi

83 TTT Diyagramına Alaşım Elementlerinin Etkisi

84 İzotermal Dönüşüm Beynit Oluşumu Ostemperleme Martemperleme

85 İzotermal Dönüşüm

86 CCT Diyagramları % 0.8 C lu çeliğin dönüşüm sıcaklığına soğuma hızının etkisi. Ötektoid çeliğin (% 0.78 C, % 0.36 Mn) CCT diyagramı.

87 CCT Diyagramları Düşük karbonlu bir çeliğin (%0.44 C, % 0.66 Mn) CCT diyagramı. Yüksek karbonlu bir çeliğin (% 1.03 C, % 0.22 Mn) CCT diyagramı.

88 CCT Diyagramları Kromlu bir çeliğin (% 0.44 C, % 0.88 Mn, % 1.04 Cr) CCT diyagramı. Krom-molibdenli bir çeliğin (% 0.30 C, % 0.64 Mn, % 1.01 Cr, % 0.24 Mo) CCT diyagramı.

89 Fe C Alaşımlarında Mikroyapı Bileşenleri

90 Çökeltme Sertleşmesi (Yaşlanma)

91 Çökeltme Sertleşmesi Çökeltme sertleşmesi yöntemi başta Al alaşımları olmak üzere Cu Be, Cu-Si, Ni-Cu-Sn, bazı Ti, Zr alaşımları, maraging çelikleri, ısıya dayanıklı çeliklerin bir kısmı, bazı paslanmaz çelikler, düşük C lu (%0,06C) çelikler gibi alaşımlara endüstriyel ölçeklerde uygulanmaktadır.

92 Çökeltme Sertleşmesi Kademeleri 1.Çözeltiye Alma: Yapı tek fazlı katı eriyik haline getirilir. Belli bileşimdeki alaşım başlangıçta (döküm yapısında) a+ yapısına sahiptir. Bu yapı solvüs eğrisinin üzerine ısıtılıp bir süre beklendiğinde fazı a içinde tamamen çözünür ve homojen bir a fazı oluşur.

93 Çökeltme Sertleşmesi Kademeleri 2.Hızlı Soğutma (Su Verme): Çözeltiye alma işlemi ile elde edilen tek fazlı yapı, çözeltiye alma sıcaklığından oda sıcaklığına hızlı bir şekilde soğutulur. Soğutma hızı, a içinde katı eriyik halinde bulunan yabanıc atomların yayınımına izin vermeyecek kadar hızlı yapılmalıdır. Böyle bir soğutma sonucunda içinde yı oluşturacak atomları içeren bir dengesiz a fazı oluşur. Soğutma işlemi ya su püskürtülerek ya da suya atılarak yapılabilir. Soğutma yeteri kadar hızlı yapılamaz ise, tekrar döküm yapısındakine benzer şekilde, tane sınırları ağırlıklı olarak çökelir ve mukavemet artışı olmaz.

94 Çökeltme Sertleşmesi Kademeleri 3.Yaşlandırma: Su verme ile oluşturulmuş yapı aşırı doymuş a katı eriyiği halindedir. Bu yapı dengesiz bir haldedir ve yeterli ısı ve süre sağlandığında dengeli hale geçme eğilimindedir. Malzeme solvüs eğrisinin altında a+ faz bölgesinde bir sıcaklıkta belli bir süre tutulursa yapıda fazı çökelir. Çökelme sırasındaki iç yapı özellikleri malzemenin mukavemetini etkiler.

95 Yaşlandırma Türleri 1.Doğal Yaşlandırma: Aşırı doymuş katı eriyik durumundaki alaşımlar oda sıcaklığında uzun süre tutulduklarında kendiliğinden yaşlanırlar. 2.Suni Yaşlandırma: Malzeme solvüs eğrisinin altında kalacak şekilde ısıtılırsa, fazının yapı içinde çökelmesi daha hızlı gerçekleşir.

96 Deformasyon Sertleşmesi ve Yeniden Kristalleşme

97

98

99 Soğuk İşlem Soğuk işlem sonucunda malzeme yapısında meydana gelen dislokasyon yoğunluğunun malzemenin mukavemetine etkisi aşağıdaki bağıntıyla hesaplanabilir. p i a Gb 1/ 2 p = Plastik deformasyon gerilmesi i = Sürtünme gerilmesi a = bir sabit (0,3-0,6) G = Kayma elastik modülü b = Burgers vektörü = Dislokasyon yoğunluğu

100

101

102 Microstructure of Cold Work Metals i. Grain shape changes: During plastic deformation grains elongate and rotate causing certain crystallographic directions and planes to be alingned. This causes development texture and produces anisotropic behaviour. ii. The shape of second phase changes: During plastic deformation inclusions and second phase grains alingned. Soft inclusions deform and elongate; hard inclusions may not deform but align in direction of deformation. iii. Dislocation arrangement changes: The cell structure becomes denser and elongated in the direction of deformation.

103

104

105

106 Yeniden Kristalleşme:

107 Yeniden Kristalleşme Tavlaması Tavlama ile yüksek sıcaklıkta bir süre tutulan metalin soğuk işlem yapısı bozulur. Metalin mikroyapısındaki değişim; a) Toparlanma, b) Yeniden kristalleşme ve c) Tane büyümesi olmak üzere üç safhada gerçekleşir.

108 Soğuk işlem görmüş pirincin 580 o C de tavlanması sonucu yeniden kristalleşmesi ve tane büyümesi, (a) Soğuk işlem görmüş yapı (b) Yeniden kristalleşmenin başlaması (c) 8 dakika sonra (d),(e),(f),(g) 580 o C de sürenin artması ile yapıdaki değişim

109