Çelikler 1/29
Çelik? Demir oranı, içerdiği diğer elementlerin hepsinden daha fazla olan, genelde % 2'den daha az karbon içeren alaşımlara çelik denir. Bazı krom çeliklerinde % 2'den biraz daha fazla (% 2,1 gibi) karbon bulunabilir. (X210CrV12 Soğuk iş takım çeliği). Çelikler için bu istisna dışında, % 2'den fazla karbon içeren demir alaşımları dökme demirlerdir. Çelik içinde sadece C değil, farklı oranlarda alaşım elementleri ve empürite elementler bulunur. Çeliğin iç yapısı ve içerdiği elementlerin kimyasal bileşimi çeliğe farklı özellikler kazandırır ki bu elementlere alaşım elementleri denir. Alaşım elementleri çeliğe değişik oranlarda katılarak farklı özellikte çelikler elde edilebilir veya çeşitli işlemler (ıslah etme, normalizasyon tavı uygulama vs.) ile iç yapı kontrol edilerek kullanım amacına göre değişik özelliklerde çelikler üretilebilir. Malzeme Bilimi Slaytları 2/29
Metal Alaşımları Çelikler Demir esaslı Demir dışı Niçin çelikler sınıflandırılır? Steels Çelikler <1.4wt%C <2 wt% C Dökme Cast Irons demirler 3-4.5 wt%c 3-4.5 wt% C Cu Al Mg Ti Çeliklerin incelenmesini kolaylaştırmak; Onları daha yakından tanımak için sınıflandırma yapılır. 1600 d 1400 T( C) L İç yapı: ferrit, grafit sementit Bu amaç için; çeliklerin ortak özelliklerinden faydalanılır. 1200 1000 g ostenit g +L 1148 C 4.30 L+Fe 3 C Ötektik a ferrit 800 600 727 C Ötektoid 0.76 g +Fe 3 C a +Fe 3 C Fe 3 C sementit 400 0 1 2 3 4 5 6 6.7 (Fe) C o, wt% C Çelikleri sınıflandırırken bir çelik türüne birden fazla grupta rastlamak mümkündür. Bu nedenle sınıflandırmada kesin bir sınır koymak ve bir çelik türünü diğerinden tamamen ayırmak mümkün değildir. Malzeme Bilimi Slaytları 3/29
Çeliklerin sınıflandırılması 1- Kimyasal Bileşimlerine Göre: a) Alaşımsız çelikler b) Alaşımlı çelikler 2- Kalitelerine Göre: a) Temel çelikler b) Kalite çelikler c) Soy çelikler 3- Mamul Şekillerine Göre: a) Yassı çelikler b) Uzun çelikler c) Kısa çelikler 4- Kullanım Yerlerine Göre: a) Yapı çelikleri b) Takım çelikleri c) Yay çelikleri d) Hız çelikleri e) Paslanmaz çelikler 5- Üretim yöntemlerine Göre. a) Bessemer ve Thomas çeliği b) Siemens-Martin çeliği c) Elektrik ark ve elektrik endüksiyon çeliği d) Pota çeliği e) Oksijenli konverter çeliği f) Vakum çeliği g) Puddel ve Kaldo çeliği 6- Dokusal Durum ve Metalografik Yapılarına Göre 7- Fiziksel ve Kimyasal Özelliklerine Göre 8- Sertleştirme Ortamlarına Göre Malzeme Bilimi Slaytları 4/29
Kimyasal bileşimine göre Çelikler Az alaşımlı Yüksek alaşımlı Az C lu <0.25 wt% C Orta C lu 0.25-0.6 wt% C Yüksek C lu 0.6-1.4 wt% C İsim Ekler Kullanım Alanları Sade C lu Yüksek Muk. Az alaşımlı Yok Örnek 1010 4310 1040 4340 1095 4190 304 Sertleşebilirlik 0 + + ++ ++ +++ 0 TS - 0 + ++ + ++ 0 EL + + 0 - - -- ++ otomotiv gövdeleri levha Cr,V Ni, Mo köprüler kuleler basınçlı kaplar Sade Yok Krank miller civatalar çekiçler bıçaklar Isıl İşlem Görebilir Cr, Ni Mo Yok pistonlar aşınma dişliler uygulamaları aşınma uygulamaları Fiyat ve mukavemet artar, süneklik azalır Sade Takım Ostenitik Pas. Çelik Cr, V, Mo, W matkaplar testere kalıplar Cr, Ni, Mo yüksek sıc. uygulama. türbinler fırınlar korozyon direnci Malzeme Bilimi Slaytları 5/29
Kimyasal bileşimine göre Sade Karbon lu Çelikler : Yapılarında çelik üretim yöntemlerinden meydana gelen çok az miktarda Mn, Si, P, S gibi elementler içeren Fe-C alaşımlarıdır. Mekanik özellikleri C miktarına ve üretim sırasında gösterilen öneme göre değişir ve sınırlıdır. Sade C lu çelikler ucuzdurlar ve kolay şekillendirilebilirler. Sertleşme yetenekleri azdır. Sertleştirme işleminden sonra parçalarda çatlama, çarpılma ve iç gerilmelere rastlanır.şayet parça kalın ise o zamanda istenilen düzeyde sertleşme sağlanamaz. Korozif ortamlara dayanıksızdırlar. Az karbonlu çelikler sertleştirilemezler, bunların uygun yöntemlerle yüzeyleri sertleştirilir. Orta C lu Çelikler : Isıl işlemlere oldukça yatkındırlar, Dayanımları az C lu çeliklere göre daha iyidir, Süneklilikleri az C lu çeliklere yakındır, Yüksek C lu Çelikler : Normal soğutmada yapılarında oluşan perlit nedeniyle az C lu çeliklere göre serttirler, Süneklilikleri oldukça azdır, Kesilme ve işlenme kabiliyetleri kötüdür, Talaş kaldırma işlemine ancak yumuşatma (küreselleştirme) tavı sonrasında yatkınlık kazanırlar. Malzeme Bilimi Slaytları 6/29
Kimyasal bileşimine göre Alaşımlı Çelikler : Sade C lu çeliklerin kullanım alanları sınırlıdır. Bunların derinliğine sertleşme, ve korozyona dayanım durumları iyi değildir. Bu özelliklere ulaşabilmek için çeliklere alaşım elemanı katılması gerekir. Çeliğe bazı alaşım elemanlarının katılması ile çeliğe çeşitli özellikler kazandırılır. Örneğin : çelikte sertleşme esnasında çatlama ve çarpılma azalır, derinliğine sertleşme sağlanır, korozyona dayanım artar,mukavemet özellikleri gelişir. Çeliklerde ez çok kullanılan alaşım elemanları şunlardır. Cr, Mn, Ni, W, V, Co, Cu, Al, Mg, Pb, Bi, Be, Sn, B, Si, Ti, Ta, Zr Çelikleri alaşım elemanı miktarına göre gruplara ayırmakta mümkündür. Eğer çelik yapısında %5 ten daha az alaşım elemanı var ise; AZ ALAŞIMLI (HAFİF ALAŞIMLI) ÇELİKLER denir ki bunlar yüksek dayanım gösteren yapı ve imalat çelikleridir. Eğer çelik yapısında %5 ten daha fazla alaşım elemanı var ise; YÜKSEK ALAŞIMLI ÇELİKLER denir ki bunlar paslanmaz çelikler, özel amaçlı takım çelikleri ve manyetik çeliklerdir. Malzeme Bilimi Slaytları 7/29
Kalitelerine göre 2.a- TEMEL ÇELİKLER: İstenen kaliteye ulaşmak için üretiminde özel önlem alınması gerekmeyen alaşımsız çeliklerdir. Bunlar gerilme giderme ve normalleştirme tavı gibi basit ısıl işlemler dışındaki ısıl işlemlere uygun değillerdir. Bu çeliklerin derin çekme, çekme, soğuk profil haddesi gibi belli imalat özelliklerinin olması istenemez. Standartlarda bu özellikler garanti edilmemiştir. Teknolojik nedenlerden dolayı katılması gerekmiş olan Si ve Mn oranları dışında alaşım elementleri içermeleri ayrıca istenemez. İnce saclar, teneke ve özel kromajlı ince saclar bu çeliklerden imal edilmemelidir. 2.b- KALİTE ÇELİKLERİ: Bu çeliklerin iç yapılarında belli ölçüleri aşmayacak kadar metalik olmayan kalıntılar (cüruf, mangan sülfür vb.) bulunabilir; olmaması da şartnameyle istenemez. Her defasında iyi kaliteli bir ısıl işlem uygunluğu yoktur. Gevrek kırılganlık, tane büyüklüğü, soğuk şekillenme kabiliyeti gibi özellikler bakımından temel çeliklere göre daha üstündürler. Müsaade edilen P ve S oranları daha düşüktür (genelde??? % 0,045 P,S). "Temel çelikler" ve "soy çelikler" dışında kalan bütün çelikler bu gruptandır. Kalite çelikler hem alaşımsız ve hem de alaşımlı türden olabilirler; alaşımsız kalite çelikler (UQS) ve alaşımlı kalite çelikler(lqs) 2.c- SOYÇELİKLERİ: Isıl işlemler - bilhassa ıslah işlemi - için öngörülmüş olan, Isıl işlemlerde her defasında aynı özellikleri elde etmek mümkündür. Su verildiğinde dar toleranslar arasında sertlik değerleri önceden belirlenebilir. İç yapılarında metalik olmayan kalıntıların en aza indirildiği temiz çeliklerdir. Gazları alınmıştır. Alaşım durumlarına göre hem yüzeyde ve hem de derinliğine sertleşme yetenekleri çok iyidir. Bu çeliklerin hemen hepsinin P ve S oranları % 0,035'in altındadır. Geçiş sıcaklıkları düşüktür. Çok sakin (FF) dökülmüşlerdir. Hem alaşımsız soy çelikler (UES) ve hem de alaşımlı soy çelikler (LES) vardır. Malzeme Bilimi Slaytları 8/29
Mamul şekillerine göre 3.a- YASSI ÇELİKLER Yassı çelik, genişliği kalınlığına oranla çok büyük olan, dikdörtgen kesitli çelik yarı mamullerine denir. Teknik ölçülerde yüzeyleri genelde düzdür. Desenli olarak üretilmiş olanları da vardır. Levha (kalınlığı >3,0 mm), Geniş lama (genişliği >150 1250 mm olan lama), Band (rulo olarak sarılmış), Sac (plakalar halinde boya kesilmiş), Şerit (hadde genişliği <600 mm), İnce sac (kalınlığı <0,50 mm) vb. gibi alt grupları vardır. 3.b- UZUN ÇELİKLER Uzunluğu boyunca kesiti aynı kalan ve kesiti yassı mamulden farklı olan çelik yarı mamulleridirler. Çubuk, tel, filmaşin, köşebent, lama, boru gibi çeşitli dolu ve boş profil kesitlidirler. Yüzeyleri genelde düzdür. İstisna olarak, nervürlü beton çeliği gibi uzun çelikler de vardır. 3.c- DİĞER ŞEKİLLERDEKİ ÇELİKLER Bunların kısa çelikler olarak da tanımlanması mümkündür. Serbest ve kalıpta dövme işlemleri için kısa ve dolu parçalar, dökme çelikler, toz metalürjisi yöntemi için üretilmiş çelik tozlar ve sinterlenmiş çelik parçalar bu grubu teşkil eder. Malzeme Bilimi Slaytları 9/29
Kullanım alanlarına göre 4.a. YAPI ÇELİKLERİ Makine elemanlarının, aparatların, her tür sanayi aksamının, tüm inşaat sektörüne ait çelik tasarımların yapımında kullanılan çeliklerdir. Karbon oranları genelde alaşımsız olanlarda??? % 0,6 C ve alaşımlı olanlarda ise??? % 0,5 C alınır. Kullanım yerlerine göre pek çok alt grupları vardır. Rulman çeliklerini ve yay çeliklerini de yapı çeliği grubuna dahil etmek mümkündür. 4.b. YAY ÇELİKLERİ Çeşitli kesitlerde olabilen yayların imalatında kullanılan çeliklerdir. Bu çeliklerin karbon oranları yapı çeliklerine göre daha yüksektir ve takım çeliklerinin karbon oranlarına göre de alt sıralardadır. Akma sınırı/çekme dayanımı oranının yüksek ve elastisite modülünün kararlı olması gereken, su alabilen çeliklerdir. 4.c. TAKIM ÇELİKLERİ Çelikler de dahil tüm malzemeleri işlemede kullanılan aletlerin, yani takımların imalatında kullanılan çeliklerdir. Alaşımlı ve alaşımsız olabilirler. Hız çelikleri de bu gruptadır. Belirgin özellikleri yeterli sayılacak tokluğu yanında yüksek sertlik değerine sahip olmalarıdır. Malzeme Bilimi Slaytları 10/29
Kullanım alanlarına göre 4.a. HIZ ÇELİKLERİ Yüksek kesme hızlarında çalışan takımların yapımında kullanılırlar.bu çeliklerle takımlar yapıldığında hızlı kesme işlemi yapılabilir.bu çeliklerle 50 m/dak. Hılzı kesme işlemleri yapılabilir.kesici uç tavlama sıcaklığına kadar ısınsa bile kesmeye devam eder.600 C nin üzerinde menevişleme gözlenir.hız çeliklerinin bileşimleri genellikle %0,6-0,8 C, %3-5 Cr, %14-20 W dan ibarettir. Bunların dışında yapılarında V,Mo,Co elementleri de bulunabilir.v seri çeliklerin kesme özelliklerini düzeltmek ve iyileştirmek, havada sertleşme özelliğini artırmak için katılır.mo çeliği kırılgan yaparsa da çelik C tarafından korunur.bu element (Mo) fazla aşındırıcı malzemelerin kesilmesine iyi gelir.co daha yüksek ısıtma derecesi sağlayarak C un erimesini artırır.hız çeliklerine ısıl işlem 1150-1350 C gibi oldukça yüksek sıcaklıklarda yapılır.parçalar önce özenle 850 C ye ısıtılır,tane büyümesi ve oksitlenme engellenerek tavlama sıcaklığına ulaştırılırlar,sonra soğutma ve sertleştirme işlemleri yapılır.soğutma havda ve yağda yapılır.uzun süre yüksek sıcaklıklarda ısıtılmış hız çeliklerinin dış yüzeylerindeki yapı bozulur.bu tabaka sertleşmez ve yumuşak kalır.kullanılmadan önce Bu kısımlar tavlanarak sert kısımlar ortaya çıkartılır. 4.c. TAKIM ÇELİKLERİ Çelikler de dahil tüm malzemeleri işlemede kullanılan aletlerin, yani takımların imalatında kullanılan çeliklerdir. Alaşımlı ve alaşımsız olabilirler. Hız çelikleri de bu gruptadır. Belirgin özellikleri yeterli sayılacak tokluğu yanında yüksek sertlik değerine sahip olmalarıdır. Malzeme Bilimi Slaytları 11/29
Kullanım alanlarına göre 4.d. PASLANMAZ ÇELİKLERİ Bunlar çevresel etkilere dayanıklı çeliklerdir.bu özellikleri bileşimlerinde bulunan Cr dan ileri gelir.paslanmanın dışında başka özelliklerinde istendiği durumlarda Cr la birlikte başka elementlerde katılmaktadır.sertleşebilen paslanmaz çeliklerin bileşiminde %12-14 Cr bulunur.manyetik yapıya ulaşabilmek için bünyede bir miktar C unda bulunması gerekir.cr alaşımlı çeliklerin korozyona dayanıklılığı Cr un çelik yüzeyinde ince bir Cr-O (Kromoksit) oluşturmasından kaynaklanır.bu tabaka Fe i dış etkilerden korur. Malzeme Bilimi Slaytları 12/29
Üretim yöntemlerine göre 1. Bessemer ve Thomas çeliği. 2. Siemens-Martin çeliği. 3. Elektrik ark ve elektrik endüksiyon çeliği. 4. Pota çeliği. 5. Oksijenli konverter çeliği. 6. Vakum çeliği. 7. Puddel ve Kaldo çeliği Malzeme Bilimi Slaytları 13/29
Çelikler 6. Dokusal durum ve metalografik yapılarına göre Burada ana kütleyi oluşturan yapı ne ise çeliğe adını bu yapı verir. Bu gruptaki çelikler: Ferritik çelikler Perlitik çelikler Ferritik-Perlitk çelikler Ostenitik çelikler Martenzitik çelikler Beynitik çelikler Ledeburitik çelikler 7. Fiziksel ve Kimyasal Özelliklerine Göre: Buradaki sınıflandırmada genel olarak çeliklerin mukavemet özelikleri ön plana çıkarılarak bir sınıflandırma Manyetik çelikler Isıya dayanıklı çelikler Korozyona dayanıklı çelikler Paslanmaz çelikler v.b. Malzeme Bilimi Slaytları 14/29
Sertleşme ortamına göre Burada yapılan sınıflandırmada mekanik özelliklerden en önemlilerinden bir olan sertleştirme işleminde kullanılan ortama göre bir sınıflandırma yapılmıştır. Su, Hava ve Yağ Çelikleri : Burada su,hava ve yağ kelimeleri ile o çelik için uygulanan kastedilir. Sade C lu çeliklerle bazı cins çelikler Ac3 ve Ac1 sıcaklıkları üzerinde uygun bir sıcaklıkta tavlandıktan sonra suda soğutulurlarsa sertleşirler.aksi takdirde sertleşmezler.bu nedenle böyle çeliklere su çelikleri adı verilmiştir. Örneğin : %1 C, %0,25 Mn lı çelik gibi,bu çelik ağaç matkapları,freze bıçakları,el keskisi,testere ve küçük makasların yapımında kullanılırlar.bu çelik çok zor sertleşmektedir.bu nedenle bu çelik suda su vermeyle sertleştirilirler. Yapılarında %1 den fazla Mn bulunduran çeliklerle bazı özel alaşımlı çelikler aşırı soğutma hızlarına dayanamazlar ve çatlarlar.bunu önlemek için bu tür çeliklere yağda su verilir. Örneğin : çatlama ve çarpılma dayanımı istenen takım ve kalıpların yapımında kullanılan %0,93 C,%1,2 Mn, %0,5 W, %0,5 Cr,%0,2 V lu yağ çeliklerini verebiliriz. Hava çelikleri denilince genellikle yüksek alaşımlı çelikler denir.bu çeliklerin serleştirilmeleri çok iyi olup hava veya uygun bir gaz akımıyla soğutularak kolayca su verme işlemi yapılabilir. Aşınmaya dayanımları iyi değildir. Örneğin : %0,55C, %0,25 Mn, %2,5 W, %1,25 Cr, %0,5 V, %0,5 Mb li bir çelik hava çeliğidir. Malzeme Bilimi Slaytları 15/29
En çok kullanılan çelikler En Çok Kullanılan Seri Çelikler %C %Cr %W %V %Mo %Co Sertleşme ortamı ve Sıcaklığı 0,6 3-5 14 - - - Su ve yağda 1250 C 0,6 3-5 18 1 - - Hava ve yağda 1280 C 0,7 4,5 17 1,5-4 Hava 1285 C 0,7 4,5 20 1 1 10 Hava 1300 C 1,3 4 14 4 0,5 - Hava 1250 C 0,8 4,5 6 1,5 6 - Yağ,Hava 1250 C Düşünceler Oldukça ucuzdur. Çok kullanılan bir tiptir. Pahalıdır. En sert malzeme olarak kullanılır. Sert malzeme olarak kullanılır. Diğerlerinin yerine kullanılabilir. Malzeme Bilimi Slaytları 16/29
Standardizasyon Nedir? Belirli biçim, Ölçü, Kalite, Bileşim ve, Şekillere bağlama anlamına gelir. Standart gösterimler Niçin Standardizasyon? Yapılan her üretimin aynı özellik ve benzerlikte olması teknikte en çok arzu edilen husustur. Standardizasyon ile üretimin dışında yapılan kullanımlar sınırlanır ve bunların denetiminde kolaylıklar sağlar. Piyasada çeşit azalmasına yardım eder. Bugün üretimde standardizasyona girmeyen ürün yoktur Çelikte bir endüstri ürünü olup standardizasyonu teknikte büyük önem taşır. Çeliklerin normlaştırılmasında çeliğin kimyasal bileşimi, özellikleri ve,bileşiminden hareket edilir. Çeliklerin kalitesi ve özellikleri değişen çevresel şartlarla ve ısıl işlemlerle büyük ölçüde değiştirilebilir. Bunun için çelikler kimyasal bileşimi esas alınarak normlaştırılır. Çünkü her şartta değişmeyen tek değer çeliklerin kimyasal bileşimleridir. Malzeme Bilimi Slaytları 17/29
Çeşitli Ulusların Çelik Standardizasyonu (Normları) Standart gösterimler Gelişmiş ve gelişmekte olan her ülke kendi bünyelerine uygun olarak çelik normları geliştirmişlerdir.dolayısıyla normlar ülkeden ülkeye değişmektedir.ayrıca bir ülkenin bünyesinde birden fazla normda olabilir.ülkemizin uluslar arası normu TSE (Türk Standartları Enstitüsü) normudur.ayrıca ülkemizde MKE(Makine Kimya Endüstrisi), Etinorm (Etibank Normu) gibi normlarda mevcuttur. ÜLKE ADI Almanya Amerika Fransa Japonya Rusya Türkiye İngiltere NORM ADI DIN AISI / SAE ANFOR JIS GOST TSE BS Malzeme Bilimi Slaytları 18/29
Standart gösterimler Türk çelik Standardı (TSE-1111) Türk çelik standardı ilk bakışta fazla ayrıntılı görülse de gelişen endüstri ayrıntılı bilgi ve kavramlar gerektirdiğinden bu durum gelecek açısından sevindiricidir. Üretim Yöntemlerine Göre: 1.ÇELİK ÜRETİM YÖNTEMLERİNİN TÜRK STANDARTLARI ÜRETİM YÖNTEMİ Siemens Martin Çeliği Elektrik ark çeliği Elektrik indüksiyon çeliği Oksijenli konverter çeliği Bunların dışında Asidik özellikler Bazik özellikler TÜRK NORMU M E I O A B Malzeme Bilimi Slaytları 19/29
Ergitme ve Döküm Yöntemlerine Göre: Standart gösterimler 2.ERGİTME VE DÖKÜM ŞEKİLLERİNE GÖRE TÜRK STANDARTLARI ERGİTME VE DÖKÜM ŞEKLİ Sakin dökülmüş çelik Yarı sakin dökülmüş çelik Kaynar dökülmüş çelik Yaşlanmayan çelik TÜRK NORMU S Sy K Y Isıl İşlem Türüne Göre: 3.ISIL İŞLEMLER YÖNÜNDEN TÜRK STANDARDI ISIL İŞLME TÜRÜ Sertleştirilmiş çelik Menevişlenmiş çelik Normalleştirilmiş çelik Gerilme-giderme tavı görmüş çelik Yumuşatma tavı görmüş çelik TÜRK NORMU Sr Me Nr Gt Yt Malzeme Bilimi Slaytları 20/29
ALAŞIM ELEMENTLERİ ÇARPIM FAKTÖRÜ Cr,Co,Ni,Si,W,Mn 4 Al,Be,Cu,Mo,N,Ta,Ti,Zr,V 10 P,S,N,Ce,D 100 B 1000 Çelik standart gösterime ait örnekler 20 Mn 5 % 0,2 C (20/100), % 1,25 Mn (5/4) içeren alaşımlı çelik 25 Si Mn 7 % 0,25 C (25/100), % 0,75 Si (7/4), az miktarda Mn içeren alaşımlı kalite çelik 15 Cr 3 % 0,15 C, % 0,75 Cr (3/4) içeren az alaşımlı asal çelik. HARFLER TANIM Ck Genel amaçlı kaliteli karbon çelikleri( Düşük P ve S) Cm Kükürt miktarı belli sınırlar içerisinde olan ıslah edilebilir karbon çelikleri Cq Soğuk şekillendirilebilir karbon çelikleri Cf Alevle ve indüksiyonla yüzeyi sertleşebilir karbon çelikleri Cq 40 % 0,4 C içeren alaşımsız asal çelik. Cf 60 % 0,6 C içeren alaşımsız asal çelik. Ck 35 % 0,35 C içeren alaşımsız asal çelik. % 0,035 den az S ve P içeriyor. X 8 Cr Ni 18 8 Yüksek alaşımlı çelik : % 0,08 C (8/100), % 18 Cr % 8 Ni X 10 Cr Ni Ti 18 9 2 Yüksek alaşımlı çelik% 0,1 C (1/100), % 18 Cr, % 9 Ni, % 2 Ti St 37 Minimum çekme mukavemeti 37 kp/mm2 olan yapı çeliği St 42.2 Minimum çekme mukavemeti 42 kp/mm2 olan 2. kalite yapı çeliği Malzeme Bilimi Slaytları 21/29
Çelik standart gösterime ait örnekler Özet olarak: Demir içerenler Çelikler Dökme demirler Standart gösterimler AISI & SAE & St 10xx Sade Karbonlu çelikler 11xx Sade Karbonlu çelikler (İşlenebilirlik için kükürt azaltılmış) 15xx Mn (10 ~ 20%) 40xx Mo (0.20 ~ 0.30%) 43xx Ni (1.65-2.00%), Cr (0.4-0.90%), Mo (0.2-0.3%) 44xx Mo (0.5%) xx wt% C x 100 içeriğini gösterir. example: 1060 steel plain carbon steel with 0.60 wt% C Paslanmaz çelikler -- >11% Cr Malzeme Bilimi Slaytları 22/29
Dökme demirler Dökme demirler Demir esaslı alaşımlardır > 2.1 wt% C Yaygın kullanımı 3-4.5 wt%c Dökümü kolay olsun diye bu C içeriği kullanılır. Sementit ferrit ve grafit e ayrışır. Fe 3 C 3 Fe (a) + C (grafit) Genellikle yavaş soğuma sonucu oluşur. Malzeme Bilimi Slaytları 23/29
0.65 Fe-C gerçek denge diyagramı Dökme demirler 1600 T( C) Grafik aşağıdaki şartlara göre oluşur: Si > 1 wt% slow cooling a + g 1400 1200 1000 800 g Ostenit g +L L 1153 C 4.2 wt% C g + Grafit Sıvı + Grafit 740 C 600 a + Grafit 400 0 1 2 3 4 90 (Fe) C o, wt% C 100 Malzeme Bilimi Slaytları 24/29
Dökme demir çeşitleri Dökme demirler Gri dökme demir Grafit parçacıklar (flake) Çekme altında kırılgan ve düşük mukavemet Bası mukavemeti yüksek Mükemmel titreşim sönümleme Aşınma direnci Ductile iron Mg yada Ce eklenir Grafit küresel haldedir Esas matriks perlit olup, sünekliği iyidir. Malzeme Bilimi Slaytları 25/29
Dökme demirler Beyaz dökme demir <1wt% Si Si içeriği nedeniyle sertlik yüksek fakat kırılgan değil Daha fazla sementit vardır Dövülebilir dökme demir 800-900ºC ısıl işlem görmüş Grafit yaprak şeklinde Daha sünek Malzeme Bilimi Slaytları 26/29
Dökme demirler Malzeme Bilimi Slaytları 27/29
Dökme demirler Demir alaşımlarının sınırlı kullanımı? 1) Nispeten düşük mukavemet 2) Nispeten düşük iletkenlik 3) Zayıf korozyon direnci Malzeme Bilimi Slaytları 28/29
Demir dışı metaller Cu alaşımları Pirinç: Zn esas metal. (Takı olarak, madeni para, Korozyon direnci) Bronz : Sn, Al, Si, Ni içerir (burçlar, iniş takımı) Cu-Be : Mukavemet için Çökelme sertleşmesi Ti alaşımları -Düşük r 4.5g/cm 3 çeliğin 7.9g/cm3 -yüksek T de reaktif - Uzay uygulamaları Demir dışı Alaşımlar Al alaşımları -düşük r : 2.7g/cm 3 -Cu, Mg, Si, Mn, Zn eklenir -çeökelme sertleşmesi ile muk. (uçak parçaları, hafiflik) Mg alaşımları -çok düşük r : 1.7g/cm 3 -kolay tutuşma - uçak, askeri amaçlı Refrakter malz. -Yüksek erime T Soy metaller -Nb, Mo, W, Ta -Ag, Au, Pt - Oks. ve kor. direnci Demir dışı metaller Malzeme Bilimi Slaytları 29/29