Yeniden Kristalleşme
Soğuk şekillendirme Plastik deformasyon sonrası çarpıtılmış ise o malzeme soğuk şekillendirilmiş demektir. Kafes yapısına göre bütün özelikler değişir. Çekme gerilmesi, akma gerilmesi sertlik artarken, süneklik, elektrik iletkenliği ve korozyon direnci azalır. Tane büyüklüğü pek değişmez. Kafes yapısındaki çarpılma dislokasyon hareketini engellediği için mukavemet artar, elektron hareketini zorlaştırdığı için elektrik iletkenliği düşer. Plastik şekil verme hem dislokasyonların hareketini sağlar, hem de yeni dislokasyonların oluşumuna sebep olur. Soğuk işlem sonrası mukavemetin artmasının sebebi deformasyon sertleşmesidir. Tavlanmış malzemede dislokasyon yoğunluğu 10 6-10 8 cm -2 iken soğuk işlem sonrası 10 12 cm -2 olur. Malzemelerin akma mukavemeti, çekme mukavemetine göre soğuk deformasyona daha duyarlıdır. Malzeme Bilimi Slaytları 2/6
Tane boyutu (nm) Çekme mukavemeti (MPa) Süneklik (%Uzama) Soğuk şekillendirme Soğuk işlem sonrası sarf edilen enerjinin büyük bir kısmı dislokasyon enerjisi şeklinde malzemenin içerisinde depo edilir. Bir kısım enerji ise ısı şeklinde kaybolur. Tavlama ile soğuk işlem ile kaybolan eski özellikler tekrar sağlanır. Bu olay; toparlanma, yeniden kristalleşme ve tane büyümesi şeklinde olur. Tavlama sıcaklığı ( F) Çekme mukavemeti Süneklik Soğuk işlenmiş ve yeniden kristalleşmiş Toparlanma Yeniden kristalleşme Tne büyümesi Yeni Tavlama sıcaklığı ( C) Malzeme Bilimi Slaytları 3/6
Toparlanma Toparlanma, soğuk deforme edilen malzemelerde yeniden kristalleşme sıcaklığından daha düşük sıcaklıklardaki tavlama sırasında meydana gelir. Bu sebeple dislokasyonlar yeni bir düzene girer. Bu düzen dislokasyonların daha düşük enerjiye sahip oldukları yapıdır. Dislokasyonlar küçük açılı sınırlar meydana getirir. Böylece dislokasyonlar tarafından alt oluşturulur. Toparlanma esnasında iç gerilmeler büyük ölçüde giderilir. Soğuk deformasyon sırasında malzemede oluşan deformasyon sertleşmesi başlangıçta hızla azalır, fakat bu azalma zamanla düşer. Toparlanmada, dislokasyon sayısını azalmasından çok dislokasyonların yeniden düzenlenmesi vardır. Dislokasyonların yeniden düzenlenmesi sonucunda oluşan alt de dislokasyonsuz bölgeler oluşur. Bu bölgeler sayesinde elektron hareketi kolaylaşır ve elektrik iletimi eski değerine geri döner. Piyasada bu işlemin diğer ismi gerilme giderme tavlamasıdır. Toparlanma sonucunda; İç gerilmeler azalır Elektrik iletkenliği artar Kafes çarpılması azalır Mekanik özellikler pek değişmez Toparlanmış Malzeme Bilimi Slaytları 4/6
Yeniden kristalleşme Dislokasyon içeren toparlanmış kaybolur ve yerine yeni çekirdeklenir. Çekirdeklenme genellikle hatalı bölgelerde, tane sınırlarında meydana gelir. Toparlanmış deki dislokasyonlar yeni oluşan in sınırlarına kaçarlar. Böylece içlerinde dislokasyon miktarı çok az olan veya dislokasyon bulunmayan küçük yeni oluşur ki bu yapıya yeniden kristalleşmiş yapı denir. Soğuk şekillendirme oranı ve metal saflığı artıkça yeniden kristalleşme sıcaklığı düşer. Soğuk işlenmiş tane yapısı 580 C de 3 saat tavlandıktan sonra çok küçük in oluşumu Yeniden kristalleşmiş in yerleşimi 580 C de 8 saat sonrası yeniden kristaleşmenin tamamlanması Yeniden kristalleşme sıcaklığı malzemenin pratik olarak 1 saat içerisinde %50 sinin yeniden kristalleştiği sıcaklıktır ve yaklaşık olarak ergime sıcaklığının 0.3-0.5 katıdır. Malzeme Bilimi Slaytları 5/6
Çekme mukavemeti (MPa) Süneklik (%Uzama) Tane büyümesi Yeniden kristalleşmiş, tavlama sıcaklığında uzu süre tutulursa veya yeniden kristalleşme sıcaklığının üzerinde tavlanırsa difüzyonla zamanla büyürler. Malzemedeki iri, ince den daha düşük serbest enerjiye sahiptir. Bunu sebebi tane sınırlarının azalmasıdır. Bu bedenle tek kristalli malzemeler en düşük enerjiye sahiptir. İri ve ince in serbest enerjileri arasındaki fark, tane büyümesi için gerekli itici gücü oluşturur ve atamlar arası bağ kuvvetleri bu kuvvete karşı koyar. Sıcaklık artıkça kafes rijitliği ve tane büyüme hızı artar. Tavlama sıcaklığı ( F) Çekme mukavemeti Süneklik Soğuk işlenmiş ve yeniden kristalleşmiş Toparlanma Yeniden kristalleşme Tne büyümesi Yeni İri Malzeme Bilimi Slaytları 6/6