Demir-Karbon Denge Diyagramı

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

DEMİR KARBON FAZ DİYAGRAMI

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

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

Demirin Kristal Yapıları

Fe-C Faz Diyagramı. Dökümhane Eğitim Projesi Dokumhane.net 2016

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

Bölüm 9. Demir Karbon Alaşım Sistemi

MMM291 MALZEME BİLİMİ

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

ÇELİKLERİN VE DÖKME DEMİRLERİN MİKROYAPILARI

Faz ( denge) diyagramları

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

Fe-C ve Fe-Fe 3 C FAZ DİYAGRAMLARI

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY.

CALLİSTER FAZ DİYAGRAMLARI ve Demir-Karbon Diyagramı

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

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

CALLİSTER FAZ DÖNÜŞÜMLERİ

Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği

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

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

Chapter 9: Faz Diyagramları

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

MALZEME BİLGİSİ. DEMİR ve ÇELİK

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

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

DEMİR DEMİR KARBON ALAŞIMLARI

MALZEME BİLGİSİ DERS 9 DR. FATİH AY.

Çeliklerin Fiziksel Metalurjisi

KTÜ, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

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

ÇELİKLERİN ISIL İŞLEMLERİ. (Devamı)

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

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

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Demir Karbon Denge Diyagramı

2.2 DÖKME DEMİRLER. MALZEME BİLGİSİNE GİRİŞ, Burhan Oğuz, OERLIKON Yayını,

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

KRİSTAL KAFES SİSTEMLERİ

Isıl işlemler. Malzeme Bilgisi - RÜ. Isıl İşlemler

Malzemeler yapılarının içerisinde, belli oranlarda farklı atomları çözebilirler. Bu durum katı çözeltiler olarak adlandırılır.

FAZ ve DENGE DİYAGRAMLARI

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

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

Malzeme Bilimi I Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

Fiziksel özellikler nelerdir? Mekanik Elektriksel Termal Manyetik Optik

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

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

Faz Dönüşümleri ve Faz (Denge) Diyagramları

BAZI ÖRNEKLER Soru 1 - Soru 2 -

Bölüm 11: Uygulamalar ve Metal Alaşımların İşlenmesi

6. BEYAZ ve YÜKSEK ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLER

Döküm Prensipleri. Yard.Doç.Dr. Derya Dışpınar. İstanbul Üniversitesi

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ HOŞGELDİNİZ

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

Bölüm 3 - Kristal Yapılar

Çelikler ve Dökme Demirler

KRİSTALLERİN PLASTİK DEFORMASYONU

ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM

Demir Karbon Denge Diyagramı

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

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

Ergime ve katılaşma 2/41

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

Demir, atom numarası 26 olan kimyasal element. Simgesi Fe dir. Demir, yerkabuğunda en çok bulunan metaldir. Yerkürenin merkezindeki sıvı çekirdeğin

Beyaz dökme demir mikroyapısı. Metalografik yapı beyaz renkli sementitle birlikte dendritik karakterde katılaşmış ince bir perlitik şebekeyi

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 2 Çelik üretimi. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

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

İmal Usulleri. Döküm Tekniği

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

Gaz. Gaz. Yoğuşma. Gizli Buharlaşma Isısı. Potansiyel Enerji. Sıvı. Sıvı. Kristalleşme. Gizli Ergime Isısı. Katı. Katı. Sıcaklık. Atomlar Arası Mesafe

Metal. Yüksek elektrik ve ısı iletkenliği, kendine özgü parlaklığı olan, şekillendirmeye yatkın, oksijenle birleşerek çoğunlukla

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

Yüzey Sertleştirme 1

KTÜ, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel kavramlar Faz Diyagramları

MALZEME BİLGİSİ DERS 11 DR. FATİH AY.

2009 Kasım. DEMİR ve ÇELİK. 04a. Özet. M. Güven KUTAY

Metalurji Mühendisliğine Giriş

2 Prof. Dr. Sakin ZEYTİN-Prof. Dr. Akın AKINCI-Yrd. Doç. Dr. Mediha İPEK

DEMİR KARBON ALAŞIMLARI

METALLERDE KATILAŞMA HOŞGELDİNİZ

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 2 Çelik üretimi. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

MALZEME BİLGİSİ DERS 5 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

Malzemelerin performansları ve özellikleri metalografik incelemelerle kontrol edilir.

ÇELİĞİN ISIL İŞLEMLERİ

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

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

FAZ DİYAGRAMLARI. Öğrenim Amaçları

MALZEME BİLGİSİ. Katılaşma, Kristal Kusurları

ÇELİKLERİN SINIFLANDIRILMASI VE STANDART GÖSTERİMİ

FAZLAR ve DEMİR-SEMENTİT DİYAGRAMI TTT DİYAGRAMLARI ÇELİK ISIL İŞLEMLERİ KASIM 2011

Arda Çetin, Peyman Çelenkoğlu, Burcu Tunç, Ayhan Comart (Ekstra Metal)

Isıl İşlemde Risk Analizi

2.4.1 Ön bilgiler, Tarifler; Dökme demirlerde İçyapı Oluşumu

İKİLİ ÖTEKTİK FAZ DİYAGRAMLARI

Transkript:

Demir-Karbon Denge Diyagramı

Sıcaklık Demir-Karbon diyagramı Demir, pek çok mühendislik alaşımının temelini oluşturan metaldir. Külçe demir olarak bilinen ve hemen hemen saf durumdaki demir çatı, soba ve kokil kalıp gibi uygulamalarda kullanılır. Demir alotropik bir metaldir, yani sıcaklığa göre yapısı değişir. Karbon alotropik yapı gösteren demir içerisinde çözünerek farklı ara yer katı çözeltileri oluşturur. Katı çözelti dışında kalan tüm karbonun demirle bir ara yer bileşiği (Fe 3 C) oluşturmasına veya tamamen serbest grafit (C) halinde bulunmasına göre, ya demir-sementit ya da demir-grafit faz diyagramı söz konusudur. 1539 1400 Sıvı -Fe (HMK) 910 768 -Fe (YMK) -Fe -Fe (HMK) Cruie Noktası Zaman Malzeme Bilimi Slaytları 2/17

Demir-Karbon diyagramı KATILAŞMA ŞEKİLLERİ STABİL SİSTEM (Dengeli Sistem) META STABİL SİSTEM (Dengesiz Sistem) Fe-C (Demir-Grafit) Fe-Fe 3 C (Demir-Sementit) Sıvı haldeki Fe ve C alaşımına Silisyum ilave edilerek yavaş yavaş soğutulursa, alaşımdaki tüm C miktarı yapı içerisinde grafit halinde bulunur. Fe ise tek başına kristalleşir. Bu olaya stabil katılaşma denir. Örneğin kır dökme demir, kır ham demiri gibi. Sıvı haldeki Fe ve C alaşımına Mangan ilave edilerek hızlı bir şekilde soğutulursa alaşımın ihtiva ettiği bütün C miktarı Fe 3 C şeklinde bağlanır ve sementit şeklinde yapıda yer alır. Örneğin çelik, temper ham dökme demir, sert dökme demir gibi. Malzeme Bilimi Slaytları 3/17

Perlit Demir-sementit diyagramı 1539 δ 1400 1147 γ + δ δ+sıvı Peritektik nokta Sıvı + γ Sıvı Ötektik nokta Sıvı + Fe 3 C 910 γ (Ostenit) γ + Ledeburit Dönüşmüş ledeburit Ledeburit Ledeburit + 1. sementit 723 α (Ferrit) γ + α γ + 2. sementit Ötektoid nokta α + Fe 3 C Ferrit + perlit Perlit + 2. sementit Perlit + 2. sementit 0 0.8 2 4.3 6.67 %C Ötektoid altı Ötektoid üstü Ötektik altı Ötektik üstü Çelikler Beyaz dökme demir Malzeme Bilimi Slaytları 4/17

Ferrit-ostenit Ferrit 1. Hacim merkezli kübik yapıya sahiptir. 2. 723 C de %0.025 C, oda sıcaklığında ise %0.008 C çözer, 3. Çok yumuşak bir fazdır. 4. Hemen hemen saf demir, 5. İyi şekil değiştirilebilir, 6. Manyetik Ostenit 1. Yüzey merkezli kübik yapıya sahiptir. 2. 1130 C de %2 C çözündürür. 3. Tokluğu oldukça yüksektir. 4. Oda sıcaklığında karasız bir fazdır, 5. Çok iyi şekil değiştirilebilir, 6. Manyetik değil. Malzeme Bilimi Slaytları 5/17

Ledeburit LEDEBURİT Yapısı Sementit + Ostenittir (Bu yapıya ötektik yapıda denir), Ötektik sıcaklığında (1147 C de)sıvıdan dönüşüm ile oluşur. %4,3 C içeren alaşım %100 ledeburitten ibarettir (Şekle bak) Şekilde K noktası ötektik noktadır. Ostenit ( ) Bu durumda C miktarı %4,3 tür. Sementit (Fe 3 C) %100 Ledeburit DÖNÜŞMÜŞ LEDEBURİT Ötektoid sıcaklığın altındaki ledeburit yapısıdır (yani 723 C nin altında), Dolayısıyla bu noktanın altında ostenit olmayacağı için ostenit taneleri perlite dönüşür (ledeburitten tek farkı budur.) Sementit (Fe 3 C) Bu durumda C miktarı %4,3 tür. Perlit %100 Dönüşmüş Ledeburit Malzeme Bilimi Slaytları 6/17

Perlit PERLİT (Fe 3 C + ) Sementit ve ferrit, YMK demir kafesi, HMK demir kafesine ani olarak dönüşür, Bu arada yapıdaki C atomları da HMK kafesi içinden dışarı itilir, Difüzyon yolu ile kafesten ayrılır ve sementit plakaları halinde bir araya gelir. % 100 Perlit yapısı ancak C miktarının %0,8 olması durumunda elde edilebilir.(yani ötektoid noktada) Sementit (Fe 3 C) Ferrit %100 Perlit Malzeme Bilimi Slaytları 7/17

Sıcaklık, C Perlit Kompozisyon, %C Malzeme Bilimi Slaytları 8/17

Perlit Ostenit tane sınırları Fe 3 C Perlitin büyüme doğrultusu Karbon difüzyonu Malzeme Bilimi Slaytları 9/17

Perlit Malzeme Bilimi Slaytları 10/17

Sıcaklık, C Ötektik altı Bu bölgede, Çelik iç yapısı Ferrit + Perlit ten ibarettir, %C miktarı 0,8 den küçüktür (yani ötektoid noktadan küçüktür), Perlit Ferrit-α Ferrit-α Kompozisyon, %C Malzeme Bilimi Slaytları 11/17

Ötektik altı Malzeme Bilimi Slaytları 12/17

Sıcaklık, C Ötektik üstü Bu bölgede, Çelik iç yapısı Perlit + Sementit ibarettir, %C miktarı 0,8 den büyüktür (yani ötektoid noktadan büyüktür), Perlit Fe 3 C Fe 3 C Kompozisyon, %C Malzeme Bilimi Slaytları 13/17

Ötektik üstü Malzeme Bilimi Slaytları 14/17

Demir-grafit diyagramı Demir-karbon alaşımlarının sıvı durumdan yavaş soğutularak katılaştırılması durumunda, karbon atomların demir atomlarıyla sementit oluşturmaları önlenerek bunun yerine grafit taneleri oluşturulabilir. Çelikler genellikle grafitleşme göstermez, dolayısıyla bu özellik dökme demirler için önemlidir. 1539 δ 1400 γ + δ δ+sıvı Peritektik nokta Sıvı + γ Sıvı Ötektik nokta Sıvı + Grafit 910 γ (Ostenit) γ + Grafit 723 α (Ferrit) γ + α α + Grafit 0 0.8 2 4.3 6.67 %C Malzeme Bilimi Slaytları 15/17

Dökme demir Bölge Fe-Fe 3 C Fe-C I +Sıvı +Sıvı II +Fe 3 C +C III + Fe 3 C +C I II III Sıvıya ~0,5 Mg veya Ce Katılır Sıvı Durumdan Soğutma Hızı Artış Yönü Sıvı Durumdan Soğutma Hızı Artış Yönü Ferritik Kır D.D. Ferritik-Perlitik Kır D.D. Perlitik Kır D.D. Beyaz D.D. Ferritik Sfero D.D. Ferritik-Perlitik Sfero D.D. Perlitik Sfero D.D. Bayaz D.D. Bölge II de uzun süre ısıtılır. Nötr ortamda Oksitleyici Ortamda Isıtma İşlemi Sonunda Soğutma Hızı Artış Yönü Ferritik Siyah Temper D.D. Ferritik-Perlitik Siyah Temper D.D. Perlitik Siyah Temper D.D. Beyaz Temper D.D. Malzeme Bilimi Slaytları 16/17

DİAGRAMDA İÇERİK MİKTARLARI Örnek % 0 %20 FERRİT II.SEMENTİT I.SEMENTİT %50 PERLİT %70 LEDEBURİT % 100 Bu alaşım % 50 Ferrit + % 50 Perlit ten meydana gelmiştir. ÖRNEK için tıkla Bu alaşım % 100 Perlitten meydana gelmiştir. Başka bir ÖRNEK için tıkla Malzeme Bilimi Slaytları 17/17