global warming by *alittlewillis on deviantart Dünya avucumuzun içinde.. http://www.nccsdindia.org/ 2
Güneşten gelen radyasyon Uzaya geri dönen İnfrared radyasyon Yansıyan radyasyon Absorpsiyon ve emite edilen radyasyon sonucu yüzeyin ve troposferin ısınması Güneşten gelmeyen radyasyon Radyasyon absorbu ve ısınma 3
Küresel Isınma 2100 yılına kadar Dünyanın yüzey sıcaklığı 1.1-6.4 o C artacak Deniz seviyesi 0.18-0.59 metre yükselecek Çok yoğun yağışlar ve şiddetli kuraklı olacak Kar ve buzullar azalacak Biyolojik sistemlerde yıkıcı değişiklikler olacak 4
5 Image source: NASA.(Note, values shown represent Carbon Gigatons being absorbed and released)
6
7
Dünyada doğal karbon döngüsüne ek olarak insan aktiviteleri, fosil yakıtlar, ormansızlaşma atmosfere karbondioksit salar Kömürün, taşımacılık, ısınma, yemek, elektrik ve üretim için yakılması doğal karbon salınımından daha hızlı atmosferi kirletir ve atmosferik karbondioksit konsantrasyonunu arttırır. Tarım için ormanların takas olunması, canlı kütleden atmosfere karbon transfer eder Sonuç olarak insanoğlu atmosfere ekstra karbondioksit salınımı yaparak atmosferdeki karbondioksit konsantrasyonunu arttırır. Bütün bu sebeplerden dolayı CO2 artışı son yarım milyon yıl öncesinden ve belki de daha eski çağlardaki değerinden daha yüksek durumdadır. The Carbon Cycle; The Human Role, Earth Observatory, NASA 8
Buzul çağlarında ve buzul çağları arasında yüzey suyu ph değişimi 800 000 yıldır CO2 konsantrasyonu 9
Atmosferdeki yüksek oksijen miktarı okyanuslardaki karbondioksit oranını yükseltir. Yüksek miktarda karbondioksit çözünmesi asiditenin artmasına neden olur Okyanusta meydana gelen kimyasal değişmeler okyanus ekosisteminde yaşanan bitki ve hayvan gibi canlıların yaşamını olumsuz etkiler. 10
20 milyon yıldır okyanus suları, insanlar kömür ve petrol ürünleri yakmazdan evvel nispeten kararlıdır. Araştırmacıların açıklamalarına göre karbon emisyonu bu şekilde devam ederse : 2100 yılında okyanus asitidesi 2 katına çıkacaktır. 11
SULARDAKİ ISINMA 12
Kuzey kutbundaki deniz buzullarında azalma 13
Sebepleri Fosil yakıt kullanan güç santrallerindeki karbondioksit emisyonu Taşımacılıkta kullanılan fosil yakıtlardan karbondioksit emisyonu Metan emisyonu Ormansızlaşma Kimyasal gübrelerin kullanımının artması Sonuçları: Deniz seviyesinin yükselmesi Yaygın türlerin yok oluşu Mercan resiflerinin yok oluşu Daha öldürücü kuraklık ve fırtınaların ortaya çıkması 14
Malzeme ve Atık Yönetimi Malzeme Yönetimi; kendi yaşam döngüsü boyunca kaynakları en verimli ve sürdürülebilir olarak kullanmak Kullanılan Malzeme ile ilgili tüm çevresel etkileri en aza indirmek, anlamına gelir Atık Yönetimi/malzeme Yönetimi azaltma Sıfır atık sıfır emisyon değiştirme değiştirme Atık çıkışını azaltmak Malzeme Proseslerini değiştirmek Ürün dizayn ve üretimini değiştirmek Dağıtım Satış ve kullanım From EPA, Opportunities to Reduce Greenhouse Gas Emissions through Materials and Land Management Practices 15
16
17
Neden çelik İLK DEMİR EŞYA KULLANIMI M.Ö 4000 YILLARINDA SÜMER VE MISIRLILARA DAYANIR ( güney/batı-güney/orta asya) 1850-1900 18
19
Neden çelik Fiyatı Hurda Geri dönüşüm Hammadde üretimi üretim kullanım Son kullanım 20
Geri dönüşüm neden önemlidir? Cevher yerine Hurdadan çelik üretimi için %75 daha az enerji 1 kg geri dönüşmüş çelik =2 kg emisyondan tasarruf Geri dönüştürülmüş çelik cevherden üretilen çelik kadar dayanıklı ve mukavimdir. Maalesef hurdadan üretime rağbet düşüktür. 21
Yaygın Kullanım Alanları/ TAŞIMACILIK Trenler, gemiler arabalar bisikletler ve diğer taşımacılık biçimleri çeliğin dayanımı ve çok farklı özellikleri ile ilişkilidir 22
/ENERJİ Çelik helyostatların sandviç yapılarının üretiminde kullanılır. Cam aynalar çelik bir saçla bağlanır. Elektro galvanizleme korozyona karşı korur. Çelik saçlarla aynaların yüzeylerinin birleştirilmesi aynalar kırıldığında bütünlüğün bozulmasını engeller. Çelik saçlar güneş ışınlarının fokuslanması için istenilen şekli kolaylıkla alabilir. Çelik rüzgar türbini için temel bir malzemedir. Kuleler, dişliler, miller, mil yatakları, şaftlar, kutular ve diğer çelikten üretilir 23
Rüzgar türbini ömrü süresince üretiminde kullanılan enerjiden 80 kez daha fazla enerji verir. Uygun bir yere kurulduğunda 20 yılda 3 megawattlık bir rüzgar türbini 28 0000 MWh enerji üretebilir. Buda kömür yakıtlı bir enerji santralinin 230 000 ton CO2 emisyonunu engellemiş olur. Tidal (med/cezir) türbininin ana bileşenleri çelik kazıklardır. Yüzeyi kaplanmış çeliklerin deniz ortamında ömrü 40 yıldan fazladır. 24
Su yaşamın tüm formları için vazgeçilmezdir. Dünyanın %70 i sularla kaplıdır. Fakat ancak %1 içilebilir kalitededir. İnsanoğlu için su kaynaklarına ulaşmak kritik bir mücadeledir. Çelik bu değerli kaynağı taşımamızda ve insanlara ulaştırmamızda önemli derecede yardımcı olur. 25
SU 26
www.bayrakyapı.com Çelik binalar barınma için artan nüfus problemine karşı en uygun çözümdür. Günümüzde barınma çözümlerinin insan nüfusuna yeterli ve geri dönüştürülebilir olması gerekir. Yusufkaya88tr.com Enerji tasarrufu Bir binanın ömrü boyunca enerjinin büyük kısmı aydınlanma ve ısınmaya gitmektedir. Bir binayı soğutmak, ısıtmak ya da aydınlatmadan daha fazla enerji gerektirir. İyi bir dizayn enerji kullanımı en aza indirir, bu yüzden binalar çelikten yapılmalıdır. Kaplama ile binaları yazın soğuk kışın 27 sıcak tutulabilir.
Ultra yüksek mukavemetli çelikler ile daha ince krişler, daha geniş hacimler Işık ve havalandırma için geniş pencereler UHSS ile daha az enerji ve sera gazı emisyonu Daha az malzeme Hafif ve az malzeme, daha düşük emisyon demektir. Çelik binalar çevreye daha az zararlı organizma saldırılarına maruz kalmaz. Çelik suya ve yangına karşı daha yüksek koruma sağlar. Daha yüksek dayanım Birçok çelik malzeme 40 ila 100 yıl ömre sahiptir. Çelik yapı elemanları geri dönüşür Depreme Karşı dayanıklıdır 28
Modern paketleme ürünleri korumadan daha fazla özelliğe sahip ve etkili olmalıdır. Çelik eşsiz şekil alabilme özelliğiyle paketleme için uygun çözümdür Flat-pack sistem Parçaları sonradan birleştirilen eşyalar Flat pack ile çelik eşyaların paketlenmesi yeni bir yaklaşımdır. Robotlar ile yassı saçtan sandalye, lamba ve raf sistemleri Basitlik anahtar kelimedir. Ürünler kolay depolanır ve taşınır. Bir araç bir kerede birçok ürün taşıyabilir ve böylelikle enerji tasarrufu yapılır 29
Ambalaj teknolojisinde yeni gelişmeler Çelik firmaları ürünleri geliştirmek için uğraşmaktadırlar. Geçmişte çelik konserveler aynı tipti ve üzerlerinde kağıttan etiketler vardı ve açmak oldukça zordu. Günümüzde çelik yüzeyine yazabiliniyor, Yeni tekniklerle istedikleri şekillerde ürün Açma mekanizmaları da oldukça gelişmiştir. Luis De Garrido tarafından geliştirilen R4 tipi konsept evler eski konteynırların tekrar kullanılmasını temel almaktadır. 30
Pahalı veteriner ürünlerine ve temizlik ürünlerine ihtiyacın azalması suların daha temiz ve daha sağlıklı balıkların yetişmesini sağlar. Gelişmiş ülkelerde bugün tarım için %3 ten daha az bir iş gücü gerekmekte. 100 yıl önce ise % 75 iş gücü gerekirdi. Çelik tarım endüstirisini güçlendirmiştir. Balık üretimi Suyun küflenmesi somon balık çiftliklerinde yumurtaların kuluçkadan çıkmasını engeller. Bu problemle savaşmak için Japonya daki tel üreticileri antibakteriyel kaplamalar geliştirmişlerdir. Teller örülmeden önce antibakteriyel kaplama yapılır. 31
DİKEY TARIM ALANLARI TARIM Yeni yakıt türleri Verimli tarım ekipmanları Hafif ve güçlü çelikler tarım ekipmanlarının yakıt ihtiyacını azaltır. Şehir Tarımcılığı Bir şehir besleyecek yiyeceklerin taşınması sırasındaki sera gazı emisyonu oldukça yüksek miktardadır. Bunu aşmak için bir öneri şehirde dikey tarım alanları inşa etmektir. Bu tarım alanı içinde ofislerin bulunduğu normal bir yapıdır. 32
Taşıtların çevreye zararlı etkileri göz ardı edilemez. Bir motorlu taşıt, çevre dostu, güvenli, hafif, ekonomik, geri dönüşebilir malzemeler ile üretilmelidir. Çelik bize bütün bu avantajları sunar. AHSS Günümüz araçlarının büyük bir kısmı çeliktir. Çok yüksek mukavemet ve aynı anda çok kolay şekillendirilebilirlik, çeliğin en büyük avantajıdır. Yüksek mukavemete karşın, üstün şekillendirilebilirlik, ağırlıktan kazanç sağlar. Dünya çelik üreticileri, sera gazı emisyonu diğer malzemelerin üretimi sırasında çıkanlardan daha az olduğunu belirtmiştir. 33
Çelik insan iletişiminde tamamlayıcıdır. İletişimin bütün çeşitlerinde örmeğin tükenmez kalemlerden uydulara kadar bir çok alanda kullanılır. Çelik, radyo teleskoplarında geniş ölçüde kullanılır. Çelik bu tür yapıların çok kısa sürede inşasını sağlar Radyo, televizyon ve cep telefonu iletim kuleleri çeliktir. Çeliğin dayanımı ve esnekliği büyük yapıların ucuz ve kısa sürede kurulmasına olanak sağlar 34
Cep telefonları Telefon bağlantıları enjeksiyon kalıplama ile paslanmaz çelikten üretilir. Paslanmaz çelik telefon gövdesi için en ideal malzemedir ve geri dönüşümünde özelliğini kaybetmez. Sert oluşu kaplama gerektirmez ve uzun ömür sağlar. Cep telefonları %90 ın üzerinde geri dönüşebilir ve yeni ürünler için girdi olarak kullanılabilir. 35
36
Dünya Çelik Üretimi/2014 (milyonton) Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Total Austria 681 622 706 664 661 622 625 673 622 705 671 607 7.859 Belgium 693 599 584 613 611 580 617 645 595 657 565 585 e 7.345 Bulgaria 49 48 53 54 56 55 50 45 53 55 e 50 e 55 e 621 Croatia 22 20 14 19 19 15 18 1 23 8 0 0 e 159 Czech Republic 458 433 478 468 465 426 449 450 390 426 458 461 5.360 Finland 330 312 350 320 337 319 284 317 283 332 315 310 3.807 France 1.461 1.240 1.393 1.444 1.366 1.401 1.441 1.055 1.366 1.480 1.384 1.113 16.143 Germany 3.668 3.569 4.050 3.713 3.923 3.562 3.452 3.101 3.515 3.542 3.592 3.259 42.946 Greece 90 41 105 76 103 95 103 37 102 105 81 60 e 998 Hungary 80 77 70 83 77 78 71 95 142 145 134 100 1.152 Italy 2.120 2.179 2.323 2.027 2.290 2.166 2.094 985 2.169 2.045 1.857 1.480 23.735 Luxembourg 184 178 221 174 200 164 203 145 194 205 192 165 e 2.226 Netherlands 613 531 610 556 571 556 579 609 532 612 592 603 6.964 Poland 721 685 708 650 726 700 730 750 739 753 729 730 e 8.620 Slovakia 393 353 380 397 430 372 398 346 358 439 415 424 4.705 Slovenia 54 48 59 54 57 51 50 48 56 54 54 30 615 Spain 1.116 1.191 1.329 1.254 1.343 1.305 998 1.017 1.177 1.291 1.239 902 14.163 Sweden 387 368 431 422 411 414 234 306 394 395 406 380 4.549 United Kingdom 1.078 1.018 1.128 871 1.008 1.045 979 1.115 1.021 959 991 742 12.065 Other EU 405 e 360 e 458 e 429 e 319 e 449 e 467 e 387 e 491 e 507 e 488 e 450 e 5.209 European Union (28) 14.603 13.871 15.449 14.288 14.973 14.376 13.840 12.129 14.223 14.714 14.210 12.457 169.243 Bosnia-Herzegovina 75 64 69 67 70 68 68 66 53 51 68 75 793 Macedonia 16 16 17 18 27 21 18 17 19 20 0 0 188 Norway 49 52 52 42 54 53 25 52 56 58 51 50 e 595 Serbia 54 49 58 54 7 0 52 59 60 61 59 70 583 Turkey 2.880 2.727 2.875 2.653 3.051 2.975 2.833 2.907 2.898 2.720 2.800 2.715 34.035 Other Europe 3.075 2.908 3.072 2.834 3.208 3.117 2.995 3.100 3.087 2.909 2.978 2.910 36.194 37
Dünya Çelik Üretimi/2014 38
Dünya Çelik Üretimi/2014 Iran 1.141 1.260 1.329 1.456 1.422 1.408 1.290 1.332 1.429 1.444 1.459 1.362 16.331 Qatar 206 211 266 254 255 256 270 270 269 278 242 270 e 3.047 Saudi Arabia 543 488 540 505 545 490 522 543 486 543 538 547 6.291 United Arab Emirates 157 226 211 246 268 186 165 104 151 225 237 214 2.390 Middle East 2.047 2.185 2.345 2.461 2.490 2.339 2.247 2.250 2.335 2.490 2.476 2.393 28.059 China 68.727 e 62.076 e 70.243 68.838 70.432 69.294 68.324 68.910 67.542 67.516 63.301 68.090 822.700 India 7.047 6.541 7.228 6.904 7.023 6.791 6.914 7.010 7.015 6.834 6.830 7.071 83.208 Japan 9.397 8.449 9.721 8.946 9.590 9.135 9.292 9.348 9.250 9.362 9.175 8.999 110.665 South Korea 6.038 5.285 6.351 6.193 6.166 6.048 5.898 5.596 5.717 6.121 5.857 5.766 71.036 Taiwan, China 1.795 1.752 1.891 1.845 1.942 1.934 1.909 1.967 1.872 2.070 2.100 2.170 e 23.250 Asia 93.004 84.104 95.434 92.726 95.153 93.202 92.337 92.830 91.397 91.904 87.264 92.095 1.110.860 Australia 339 400 417 342 372 381 436 339 429 446 315 391 4.607 New Zealand 77 69 72 71 65 74 77 80 74 68 75 80 881 Oceania 416 469 489 413 437 455 514 419 503 514 390 470 5.488 Total 65 countries 137.061 126.035 141.586 136.680 141.206 137.823 136.831 135.209 134.559 136.401 130.337 133.712 1.636.960 2014 Dünya çelik Üretimi Toplam: 1Milyon 636 bin 960 ton 39
Dünya Ham Metal Üretimi 40
Dünya Metal Üretimi 2012 yılı toplam üretim Çelik Bakır Primer Alüminyum Alümina Çinko Nikel Kurşun 1.490 (bin ton) 17.26 (bin ton) 48.5(bin ton) 103.2(bin ton) 13.08(bin ton) 1.83 (bin ton) 4.52(bin ton) 41
Dünya Alüminyum Üretimi Primer Alüminyum Üretimi (milyon Ton) 1. Bölge: Africa 1803 2. Bölge: North America 4969 3. Bölge: South America 2184 4. Bölge 4/5: Asia 2533 6/A Bölge: West Europa 4027 6/B Bölge: East/central Europa 4319 7. Bölge: Oceania 8. Bölge: GAC/Gulf Re. 3473 3473 Toplam: 25.614 42
Türkiye Çelik Haritası 43
Türkiye Çelik Üretimi 2014 Toplam ham demir üretimi 34 milyon ton İhracat(2014): 17.5 milyon ton/13.2 milyar dolar İthalat(2013): 14.86 milyon ton/ 12.82 milyar dolar seviyesinde gerçekleşti. 44
Çelik Türleri Kullanılan 1928 çelik türü 21'i alaşımsız temel çelikler. 335'i alaşımsız kaliteli çelikler. 98'i alaşımlı kaliteli çelikler. 159'u alaşımsız asil çelikler. 1315'i alaşımlı asil çeliklerdir. "TOKYO SKY TREE JFE 630N/mm2 High strength steel tubes (φ1200x60) support Gain Tower of TST 45
46
(Advanced High Strength Steels(AHSS) YÜKSEK MUKAVEMET 600 MPA çekme mukavemeti YÜKSEK ŞEKİLENDİRİLEBİLİRLİK YÜKSEK TOKLUK 47
Çelik ve otomotiv mühendisleri BİR OTOMOBİLDE konvensiyonel çelikleri AHSS lerle değiştirdiklerinde gövdede %17-25, toplamda % 9 lik iyileştirme yapmıştır. %25 gövde yapısında azalma %9 araç ağırlığında azalma % 5.1 yakıt tüketimini azaltır. % 5.7 sera gazı yaşam döngüsü emisyonlarını azaltır. 1 kg AHSS 8 kg green Hause gazlarında tasarruf sağlar 48
Süper hafif araba 1500 kg ağırlığında 200 beygir gücünde bir aracın güç- ağırlık ortalaması 7,5 dur. Yani her 7,5 kg lık yük için 1 HP (beygir gücü) gereklidir. Ağırlık azaltmak gerçekten güçtür ve her şeyi değiştirir. Güç/ağırlık ortalaması 7,5 olan bir araçta ağırlıktan 25 kg lık azaltma aynı zamanda 3 1/3 beygir gücünde artışa neden olur. 1928 chrysler 49
Ağırlık azaltımı daha az çelik demektir ve çelik üretiminde daha az karbon emisyonu demeketir. Ağırlıkta %10 azalma, 8.2% Yakıttan tasarruf sağlar Her 1 kg AHSS 8 kg karbon emisyonunu engeller. 50
Amaç: yüksek performanslı düşük maliyetli malzemeler üretmek 51
AHSS lerle rekabet eden Alüminyum ve Magnezyumdur. Alüminyum ve magnezyumun üretimi sırasında AHSS üretiminden farklı olarak CO2 den daha da etkili olan PFC perfulorakarbon ve sülfür hekzaflorid molekülleri salınır. 52
53
Hafif Çelik/Advanced High Strength Steels(AHSS) Birinci Jenerasyon AHSS şekillendirebilirliklerinin geliştirilmesi gerekir İkinci Jenerasyon AHSS=> piyasada daha geniş üretim ve pazarlama alanı Üçüncü Jenerasyon AHSS=>metodolijinin geliştirilmesi gerekir. 54
Daha Hafif Çelik Geleneksel Yüksek Mukavemetli Çelikler(HSS) İleri Yüksek Mukavemetli Çelikler(AHSS) Dual phase steels (DP) Transformation induced plasticity steels (TRIP) Complex phase steels (CP) Martensitic steels (MS) Ferritic-Bainitic steels (FB) Twinning induced plasticity steels (TWIP)(ikizlenme plastisite etkili çelikler) Sıcak şekillendirilmiş Çelikler(HF) Post-forming ısıl işlem yapılabilir Çelikler (PFHT) 55
ÜRÜN GELİŞTİRME PRENSİBİ Temel prensipler diğer metalik malzemelerle aynıdır. Katı eriyik sertleştirmesi (Solid Solution Strengthening) C, Mn, Si, P Solute C for bake-hardening steels Çökelti sertleştirmesi(precipitation Strengthening) Carbides, Nitrides (Nb, Ti, V etc.) Grain Refinement σlys= σ0 + K d-1/2 Faz Dönüşümü(Phase Transformation) Single, Dual-phase, Multi-phase, TRIP 56
Neden AHSS 57
TRIP (transformation induced plastisity) TRIP ferrit matris içinde beynit ve kalıntı ostenitten oluşur. TRIP çeliklerinde mikroyapı hacimce %65 ferrit ( ), %20 beynit (B) ve %15 kalıntı ostenitten ( R) oluşmaktadır. Kalıntı Ostenit deformasyon sırasında martensite dönüşebilir.. Yüksek uzama değerlerinde mükemmel şekillenebilirlik yüksek darbe enerjisi absorblama uzun yorulma ömrü 1 0,18-0,21 C Mn Si Al P Fe 1,41 0,02-0,32 Bal. -1,56 1,07-1,73 0,017-0,024 58
59
Çift fazlı çelikler, iyi şekillenme kabiliyetine sahip ferritik ana yapı içinde martensitik adacıklar içeren bir mikro yapıya sahip HSLA çeliklerin yeni bir sınıfı olarak nitelendirilirler. Burada üzerinde durulması gereken, aynı mukavemet seviyesindeki HSLA çeliklerine oranla daha üstün süneklik göstermeleridir Genel olarak max.%0.2c, 1.5 Mn, max.0.5 Si içermekle birlikte Cr, Mo,Nb, V ve N içerebilirler. 60
Ürün Akma Mukave meti [MPa] Çekme Mukave meti [MPa] Uzama [%] n değeri BH artış miktarı DP600 350 650 27-30 0,16 30 DP700 400 720 21-24 0,15 30 DP800 450 810 16-22 0,14 30 DP900 550 900 11-15 0,13 30 DP1000 600 1050 8-13 0,12 30 61
Kompleks fazlı çeliklerde ince ferrit yapısı ve yüksek oranda martensit ve beynit gibi sert fazlar mevcuttur. Niyobyum, titanyum veya vanadyumun karbonlu veya azotlu çok ince çökeltileri (karbür veya karbonitrür) ile mukavemetleri arttırılır. Genel kimyasal bileşimlerinde max.%0.2c, %2Mn, %1Cr ve Nb,Ti elementleri bulunur. 1. Çok düşük kükürt içeriği nedeni ile çok iyi soğuk şekillendirilebilir. 2. Ti ve Nb mikro alaşımlarda elementlerin toplamı 0,2 % olmalıdır. 62
Mertensitik ÇELİKLER: C 0.25 Ağ.% Martensitik matris Mukavemet artışı o faz dönüşümü okatı eriyik sertleştirmesi Ultra Yüksek mukavemet/ düşük şekillendirilebilirlik o 960-1550 çekme mukavemeti o 900-1330 akma mukavemeti o %5 toplam uzama 63
Yeni malzemelerin ortaya çıkarılması: Mevcut malzemelerin iyileştirilmesi; Müşteri beklentisi(dizayn, performans, korozyon, düşük maliyetli kullanım, yakıt tasarrufu vb.) Diğer gereklilikler (emisyon, çevresel düzenlemeler, kaza güvenliği..) Bu faktörler son yıllarda çok daha yüksek mukavemetli fakat aynı zamanda yüksek şekil alma kabiliyetine sahip çeliklerin geliştirilmesine yol açmıştır. 64
TWIP çelikleri genelde yüksek miktarda Mangan (Mn) içerir. Bunun yanı sıra alüminyum (Al), silisyum (Si), karbon (C) gibi alaşım elementleri katılarak mekanik özelliklerin kontrolü sağlanır. Bu tip çelikler plastik şekil vermeden sonra oluşan yüksek ikiz miktarıyla birlikte tek fazlı östenitik bir yapıya sahiptir. Yapıya yüksek mukavemeti kazandıran bu ikiz sınırlarının dislokasyon hareketini önleyici rol üstlenmeleridir. 65
Östenitik yapıdaki çelikler, sürekli plastik deformasyon altında alfa prime veya gamadan epsilon martensit oluşumu gibi faz dönüşümlerine uğrayabilirler. γ(östenit) => ɛ(hcp - martensit) ve α (bcc - martensit) TWIP etkisi: Malzemenin deformasyonu sırasında mekanik yükler altında büyük boyutlu ikiz oluşumuna bağlı olarak mekanik özelliklerin geliştirilmesi 66
TWIP çeliğinin mikroyapısı: (a) Deformasyon yok, (b) 18% (c) 26%, (d) 34% deformasyon C max Si+Al max Mn max S max P max 0.005 3-5 22-30 0.003 0.05 67
% 18-28 Mn, % 9-12 Al ve % 0,7 1,2C içerirler. Mikroyapıları östenitik Fe(Mn, Al, C) matriste nano boyutlu ince disperse olmuş (Fe,Mn) 3 AlC karbürlerinden ve Fe(Al,Mn) ferrit tanelerinden oluşmaktadır. Gibs serbest enerjileri 1757 J/mol ve serbest yığın enerjileri yaklaşık 110 mj/m 2 dir. Yoğunlukları 6,5 7 g/cm 3 arasında değişmektedir. 700 1100 Mpa mukavemet, % 60 a yakın uzama değerlerine sahiptirler. 68
Dublex ve Triplex çelikleri genel olarak Fe-Mn-Al-C dörtlü alaşım sisteminin oluşturduğu alaşımlardır. Özel kimyasal bileşimleri, mikroyapı ve mekanik özellikleri ile bu çelikler geleneksel derin çekilebilir çeliklere göre çok üstün mukavemet özellikleri, korozyon dayanımları, yüksek süneklik % 15 e varan ağırlık düşüşü sağlamaktadırlar. Bu çelikler östenit, ferrit ve nano boyutta çökeltilmiş (Fe, Mn) 3 AlC κ-karbürleri içeren üçlü bir mikroyapı 69
70
TÜBİTAK MAM DA AHSS Çift fazlı çelikler Martensitik çelikler TWIP çelikleri araştırma ve geliştirilmesi Zırh çelikleri Bu kapsamda alaşım geliştirme, sıcak/soğuk hadde/ısıl işlem ve kaplama çalışmaları 71
72