Pratik olarak % 0.2 den az C içeren çeliklere su verilemez.



Benzer belgeler
DENEYİN ADI: Çeliklerin Isıl İşlemi. AMACI: Çeliklerde ısıl işlem yoluyla mikroyapı ve mekanik özelliklerin değişiminin öğretilmesi.

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

KTÜ, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Metalografik inceleme ve ısıl işlem deneyi

2. Sertleştirme 3. Islah etme 4. Yüzey sertleştirme Karbürleme Nitrürleme Alevle yüzey sertleştirme İndüksiyonla sertleştirme

DENEYİN ADI: Jominy uçtan su verme ile sertleşebilirlik. AMACI: Çeliklerin sertleşme kabiliyetinin belirlenmesi.

METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MALZEME LABORATUVARI-I DERSİ

Isıl işlemler. Malzeme Bilgisi - RÜ. Isıl İşlemler

ÇELİKLERİN ISIL İŞLEMLERİ. (Devamı)

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

TEKNOLOJİSİ--ITEKNOLOJİSİ. Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ

DEMİR KARBON FAZ DİYAGRAMI

Faz dönüşümünün gelişmesi, çekirdeklenme ve büyüme olarak adlandırılan iki farklı safhada meydana gelir.

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

ÇELİKLERİN VE DÖKME DEMİRLERİN MİKROYAPILARI

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

MALZEME BİLGİSİ DERS 11 DR. FATİH AY.

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel kavramlar Demir-Karbon Denge Diyagramı

Demir-Karbon Denge Diyagramı

ÇELİĞİN ISIL İŞLEMLERİ

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

1. AMAÇ Çeliklerde ısıl işlem yoluyla mikroyapı ve mekanik özelliklerin değişiminin incelenmesi

CALLİSTER FAZ DÖNÜŞÜMLERİ

Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği

MALZEME BİLGİSİ DERS 9 DR. FATİH AY.

Çeliklere Uygulanan SERTLEŞTİRME YÖNTEMLERİ

1 Prof. Dr. Cuma BİNDAL - Prof. Dr. S. Cem OKUMUŞ - Doç. Dr. İbrahim

KTÜ, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

şeklinde, katı ( ) fazın ağırlık oranı ise; şeklinde hesaplanır.

BÖHLER W300. Sıcak iş Çeliklerinin Başlıca Özelliklerinin Karşılaştırılması

Uygulama çeliğin karbon miktarına bağlıdır. Alaşım elementlerinin tesiri de çok büyüktür.

Isıl İşlemde Risk Analizi

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

Çeliklerin Fiziksel Metalurjisi

GİP 121- GEMİ YAPI MALZEMELERİ 8. HAFTA

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ HOŞGELDİNİZ

ÇELİĞİN ISIL İŞLEMLERİ Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Çeliklere Uygulanan SERTLEŞTİRME YÖNTEMLERİ

2-C- BAKIR VE ALAŞIMLARININ ISIL İŞLEMLERİ 2-C-3 MARTENSİTİK SU VERME(*)

Uygulamalar ve Kullanım Alanları

METALLERİN ISIL İŞLEMİ

BÖHLER S500 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca Çelik Özelliklerinin Karşılaştırılması

TİTANYUM ALAŞIMLARININ ISIL İŞLEMİ

Uygulama çeliğin karbon miktarına bağlıdır. Alaşım elementlerinin tesiri de çok büyüktür.

Yüzey Sertleştirme 1

Standart Temin Edilme Koşulu HB Sertlik derecesine erişecek şekilde sertleştirilmiş ve temperlenmiş durumda.

BÖHLER S700 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çeliklerin özelliklerinin karşılaştırılması:

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ALAŞIMLI ÇELİKLERİN SERTLEŞEBİLME KABİLİYETİNİN SAPTANMASI

MUKAVEMET ARTIRICI İŞLEMLER

BÖHLER S705 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çeliklerin özelliklerinin karşılaştırılması:

Faz ( denge) diyagramları

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

BÖHLER S600 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çelik özelliklerinin karşılaştırması:

Demirin Kristal Yapıları

Bölüm 4: X-IŞINLARI DİFRAKSİYONU İLE KANTİTATİF ANALİZ

ÇÖKELME SERTLEŞMESİ (YAŞLANMA) DENEYİ

Yüksek Mukavemetli Düşük Alaşımlı Çeliklerin Kaynağı. Özlem Karaman Metalurji ve Malzeme Mühendisi Kaynak Mühendisi

ISININ TESİRİ ALTINDAKİ BÖLGE

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY.

Faz kavramı. Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen ve belirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adı verilir.

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ

Geleneksel Malzemelerdeki Gelişmeler

BÖHLER W302. Sıcak iş Çeliklerinin Başlıca Özelliklerinin Karşılaştırılması

BAZI ÖRNEKLER Soru 1 - Soru 2 -

BÖHLER W303 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Sıcak iş Çeliklerinin Başlıca Özelliklerinin Karşılaştırılması

3. MALZEME PROFİLLERİ (MATERİALS PROFİLES) 3.1. METAL VE ALAŞIMLAR. Karbon çelikleri (carbon steels)

BÖLÜM 4 KAYNAK METALURJİSİ

BÖHLER K460 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca Çelik Özelliklerinin Karşılaştırılması

Bu tablonun amacı, çelik seçimini kolaylaştırmaktır. Ancak, farklı uygulama tiplerinin getirdiği çeşitli baskı durumlarını hesaba katmamaktadır.

CALLİSTER FAZ DİYAGRAMLARI ve Demir-Karbon Diyagramı

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 6 Sayı: 2 s Mayıs 2004

KTÜ, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

Fe-C ve Fe-Fe 3 C FAZ DİYAGRAMLARI

Bölüm 10 Çeliklere Uygulanan Isıl İşlemler

BÖHLER K110 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD.ŞTİ. Başlıca Çelik özelliklerinin kıyaslaması

Demir Karbon Denge Diyagramı

BÖHLER K600 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çelik özelliklerinin karşılaştırılması

SAF DEMİR o C Sıvı o C δ Ferrit HMK. 912 o C γ Demir Östenit YMK. 25 o C α Ferrit HMK

OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ.

OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ.BÖHLER W500

BÖHLER K306 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çelik özelliklerinin kıyaslanması

Faz Dönüşümleri. Bir fazın diğer bir faza dönüşümü zaman gerektirir. Ötektoid dönüşüm

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Soğuma diyagramları ve sertleştirme Faz dönüşümü ve Isıl İşlem

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

BÖHLER K455 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca Çelik Özelliklerinin Kıyaslaması

TEZ ONAYI. : Prof. Dr. Nazım UÇAR Süleyman Demirel Üniversitesi Fizik Anabilim Dalı

MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ. Bölüm 12 Demir Alaşımları

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 4 Dönüşüm Diyagramları ZSA ve ZSD Diyagramları

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Paslanmaz Çeliklerin. kaynak edilmesi. Özlem Karaman Metalurji ve Malzeme Mühendisi Kaynak Mühendisi

6. BEYAZ ve YÜKSEK ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLER

Dilek Coşar YÜKSEK LİSANS TEZİ. Metalurji Mühendisliği Anabilim Dalı

METALLERE UYGULANAN İMALAT YÖNTEMLERİ VE ISIL İŞLEMLER

T. C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Ç ÇELİĞİNİN, MİKRO YAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE SU VERME ORTAMININ ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Çelikler ve Dökme Demirler

BÖLÜM 3a:MÜHENDİSLİK ALAŞIMLARINDA YAPI-ÖZELLİK-ISIL İŞLEM İLİŞKİLERİ

Transkript:

1. DENEYİN AMACI: Farklı soğuma hızlarında (havada, suda ve yağda su verme ile) meydana gelebilecek mikroyapıların mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi ve su ortamında soğutulan numunenin temperleme işlemi sonucunda mekanik özelliklerindeki değişimin gözlenmesi. 2. TEORİK BİLGİ Tavlama işleminden sonra çelikler yavaş ya da orta seviyedeki bir hızla soğutulduklarında, ostenit içerisinde çözünmüş durumda bulunan karbon atomları difüzyon ile ostenit yapıdan ayrılırlar. Bundan hemen sonra, demir atomları konumlarını biraz değiştirerek yeni bir hacim merkezli kübik (HMK) kafes yapısı oluştururlar. Söz konusu ostenit dönüşümü, zamana bağlı bir çekirdekleşme ve büyüme olayı şeklinde meydana gelir. Soğuma hızı artırılıp belirli bir değerin üzerine çıkarıldığında, karbon atomları difüzyon ile katı çözeltiden ayrılmak için yeterli zaman bulamazlar. Demir atomları bir miktar hareket etseler bile, karbon atomlarının çözelti içerisinde hapsedilmeleri nedeniyle kafes yapısı HMK yapıya dönüşemez ve farklı bir yapı oluşur. Hızlı soğuma sonucunda oluşan bu yapıya "martenzit" adı verilir. Martenzit, karbon ile aşırı doymuş hacim merkezli tetragonal (HMT) yapıya sahip bir katı çözeltidir. Ötektoit altı çelikler A3, ötektoit üstü çelikler A1 sıcaklığının 30-50 o C üzerine ısıtıldıktan sonra hızla soğutularak, yapıda bulunan ostenitin, perlit yerine martenzite dönüştürülmesiyle su verme gerçekleştirilir. Pratik olarak % 0.2 den az C içeren çeliklere su verilemez. Östenitleştirme Sıcaklığı: Otektoid altı çelikler, A3 çizgisinin en az 10 C üzerindeki bir sıcaklıkta ostenitleştirilir. Eğer otektoid altı bir çelik, AC3 sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda tavlanırsa bu çelikte bulunan otektoid dışı ferrit, su verme işleminden sonra da yapıda aynen kalır. Söz konusu ferrit, iç yapıda yumuşak bölgelerin oluşmasına neden olur ve sonuçta çelik sertleşemez. Otektoid üstü karbon çelikleri Acm ile A1 çizgileri arasındaki bir sıcaklıkta 1

ostenitleştirilir. Acm çizgisi oldukça dik olduğundan, bütün yapıyı ostenite dönüştürmek için çok yüksek sıcaklıklara çıkmak gerekir. Ancak, Acm çizgisinin üzerindeki sıcaklıklarda yapılan uzun süreli tavlama işlemi ostenit tanelerinin irileşmesine neden olur. Ostenit tanelerinin irileşmesi de çatlama olasılığını artırır. Ostenitin homojenliği, karbonun ostenit içerisinde düzgün dağılımı veya her bir ostenit tanesinin aynı karbon oranına sahip olması demektir. Otektoid altı çelikler ısıtıldığında, A1 çizgisinin üzerindeki sıcaklıklarda oluşan ilk ostenit taneleri %0,8 oranında karbon içerirler. Isıtma devam ettikçe, oluşan ostenit tanelerinin karbon oranı azalır ve AC3 çizgisinin üzerindeki sıcaklıklara çıkıldığı zamanda karbon oranı homojen olmayan ostenit taneleri oluşur. Çeliğe, A3 çizgisi üzerindeki bir sıcaklıktan su verilirse karbon oranı düşük olan ostenit taneleri kritik soğuma hızlarının daha yüksek olması nedeniyle martenzit olmayan yapılara dönüşebilirler. Karbon oranı yüksek olan taneler ise daha düşük kritik soğuma hızlarına sahip olduklarından, martenzite dönüşürler. Bu işlem sonucunda, homojen olmayan ve sertliği değişen bir iç yapı elde edilir. Bu durumu önlemek için difüzyona imkan verecek şekilde çeliği çok yavaş ısıtarak karbonun daha homojen dağılmasını sağlamak gerekir. Ancak, yavaş ısıtma işlemi çok uzun süre aldığından pratik olmadığı gibi, ekonomik de değildir. Bu nedenle çeliğin ostenitleştirme sıcaklığında belirli bir süre tutulması daha uygun yol olarak görülmektedir. Bu sıcaklıkta karbonun difüzyonu daha hızlı olduğundan, kısa süre içerisinde homojen bir yapı elde edilir. Güvenli olması bakımından her 25 mm'lik kalınlık veya çap için çeliğin ostenitleştirme sıcaklığında 1 saat'lik bir süre tutulması tavsiye edilir. 2.1. Su verme Su verme ostenitleme bölgesinde belirli bir süre bekletilerek yapısı tamamen ostenitleştirilmiş bir çeliğin soğutulması olayıdır. Su verme sözü her ne kadar çeliğin su içerisine daldırılarak soğutulması gibi bir anlam içeriyorsa da, çeliğin soğutulmasını ifade eden genel bir terimdir. Buna göre çelik ostenitleştirme sıcaklığında tutulduktan sonra, su 2

içerisine daldırılarak, yağ banyosu içerisine daldırılarak, havada bırakılarak sertleştirilebilir. Çelikler ister suda, ister yağda veya havada sertleştirilsin, sertleşmeyi sağlayan mekanizma, ostenitleme sıcaklığında beklemeyle oluşan ostenitin soğuma sonrası hacim merkezli tetragonal (HMT) kristal kafes yapısına sahip martensite dönüşmesidir. Martenzit Fe-C denge diyagramında olmayan bir fazdır. Çeliğin hızlı soğuması sonucunda oluşan martenzitik dönüşüm TTT (Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm) diyagramı ile gösterilebilir (Şekil 1). Şekil 1. TTT diyagramı. Bu diyagramda burun noktası denilen bir nokta vardır. Herhangi bir çeliğin su verilerek sertleştirilmesi için gerekli soğuma hızı, o çeliğe ait TTT diyagramında burun noktasını kesmeyecek şekilde seçilecek bir soğuma hızıdır. Bu soğuma hızı o çeliğin sertleştirilebilmesi için gerekli minimum soğuma hızıdır ve kritik soğuma hızı olarak bilinir. 3

2.2.Temperleme (Menevişleme) Çeliklerde su verme sonrası oluşan martensit yapısı oldukça sert ve gevrektir. Dolayısıyla çalışma koşullarında kolayca çatlayabilir ve hasara yol açar. Bu yüzden çeliklere su verme sonrası temperleme adı verilen bir ısıl işlemle çeliğin tokluğu ve sünekliği arttırılabilir (Şekil 2). Bu sırada sertlikte de bir miktar düşme meydana gelir. Temperleme sıcaklığı çeliğin türü ve parçanın kullanılacağı yere bağlı olarak 150-600 C arasında değişir. Tutma süresi parça kalınlığına bağlı olarak 1 2,5 saat arasında değişir. Genellikle 1 inç kalınlığında bir parça için 1 saatlik bir temperleme süresi uygulanır. Bu sürenin sonunda parça fırından çıkarılarak havada soğumaya bırakılır. Temperleme bir difüzyon olayıdır, dolayısıyla temperleme sıcaklığı ve tutma süresi temperleme sonucunu etkiler. Şekil 2. Martenzit dönüşümü ve temperleme işlemlerinin şematik gösterimi 3. DENEY MALZEMELERİ VE EKİPMANLAR Fırın C45 çeliği Soğutma ortamları (Yağ, su, hava) Vickers Sertlik Ölçüm Cihazı 4

4. DENEYİN YAPILIŞI Numuneler ısıl işleme tabi tutulmadan önce sertliği ölçülür. Östenitleme işleminden sonra havada, suda ve yağda su verilir. Ardından her bir numuneden tekrar sertlik ölçümü alınır, değerler farklı soğuma hızına bağlı mikroyapı değişimleri göz önüne alınarak kıyaslanır ve yorumlanır. Suda su verilmiş olan numune temperleme işlemine tabi tutularak nihai sertlik değerleri ölçülür. Deneyde C45 alaşımsız çelik kullanılacaktır. 5. SONUÇLAR VE YORUMLAMA Metalik malzemelerin ostenitleme bölgesinden farklı soğuma ortamlarında soğutulmaları sonucu mekanik özelliklerinde içyapılarına bağlı olarak farklılıklar meydana gelmektedir. Deney sonucunda soğuma hızında meydana gelebilecek değişimler sürekli soğuma eğrileriyle birlikte değerlendirilerek meydana gelen mikroyapıların mekanik özelliklere etkisi tespit edilmiştir. Ayrıca suda su verilmiş numunelere uygulanan menevişleme işleminin içyapıda meydana getirdiği değişikliğin sertliğe etkisi gözlenmiştir. 6. DENEY RAPORU Deney raporu aşağıdaki soruların cevaplarını içermelidir. a) Deney aşamalarını 5 madde ile özetleyiniz. b) Çeliğin başlangıçtaki ve ısıl işlem sonucundaki sertliklerini göz önüne alarak, yaptığınız ısıl işlemde meydana gelebilecek iç yapı değişimlerini çizerek yorumlayınız. c) Havada, suda ve yağda gerçekleştirilen farklı soğuma hızlarının sonucunda elde edilen verileri grafik çizerek kıyaslayınız. 7. KAYNAKLAR a- http://www.istanbul.edu.tr/eng/metalurji/duy/lab/cii.pdf b- Malzeme Bilgisine Giriş, Mehmet Yüksel, Cemal Meran 5