Metalurji ve Malzeme Mühendisliği. Giriş

Benzer belgeler
BÖLÜM 1. Malzeme Bilimi ve Malzemelerin Sınıflandırılması

MMM291 MALZEME BİLİMİ

MMM 2011 Malzeme Bilgisi

MALZEME BİLGİSİ DERS 2 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

Prof. Dr. Yusuf ÖZÇATALBAŞ. Malzeme Seçimi/ 1

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

Atomların bir arada tutulmalarını sağlayan kuvvetlerdir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek (daha kararlı olmak) için bir araya gelirler

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Malzeme Bilimi ve Malzemelerin Sınıflandırılması

CALLİSTER - SERAMİKLER

MAK211: Mühendislik Malzemeleri

MALZEME BİLİMİ. Malzeme Bilimine Giriş

MALZEME BİLİMİ Bölüm 1. Malzeme Bilimi ve Mühendisliğine Giriş Hazırlayan Doç. Dr. Özkan Özdemir

MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ VE MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ

Yoğun Düşük sürünme direnci Düşük/orta korozyon direnci. Elektrik ve termal iletken İyi mukavemet ve süneklik Yüksek tokluk Magnetik Metaller

INSA 283 MALZEME BİLİMİ. Giriş

MMM291 MALZEME BİLİMİ

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

Üç farklı malzeme türünden imal edilen ve günlük haya6a sıkça karşılaş9ğımız ürünlerden biri, gazlı içecek kaplarıdır. Gazlı içecekler alüminyum

Malzeme Seçimi ve Prensipleri-6. MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ-6

MALZEME BİLİMİ Güz Yarıyılı Kocaeli Üniversitesi Ford Otosan Ġhsaniye Otomotiv MYO. Yrd. Doç. Dr. Egemen Avcu

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Bölüm 4: Kusurlar. Kusurlar

Malzemelerin Elektriksel ve Manyetik Özellikleri

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ PROGRAMI

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ

Bölüm 12: Seramiklerin Yapıları ve Özellikleri

Malzeme Tasarımı ve Seçimi. Bölüm 3

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

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride)

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Mekanizma ve etkileyen faktörler Difüzyon

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ VE MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ. Doç.Dr. Salim ŞAHİN

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. giriş Malzeme Bilimi

Bölüm 2: Atomik Yapı & Atomarası Bağlar

Bir katı malzeme ısıtıldığında, sıcaklığının artması, malzemenin bir miktar ısı enerjisini absorbe ettiğini gösterir. Isı kapasitesi, bir malzemenin

Ayrıca, bu kitapta sunulan bilgilerin İnşaat Mühendislerine de meslek yaşamları boyunca yararlı olacağı umulmaktadır.

Yaşantımızı kolaylaştıran çoğu teknolojinin gelişimi, uygun malzemelerin üretilebilirliği ile yakından ilişkilidir.

Toz Metalurjik Malzemeler Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride)

İLERİ YAPI MALZEMELERİ-2 MALZEME ÖZELLİKLERİ

ALUMİNYUM ALA IMLARI

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

1. Giriş Malzeme Türleri

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

KRİSTAL KUSURLARI BÖLÜM 3. Bağlar + Kristal yapısı + Kusurlar. Özellikler. Kusurlar malzeme özelliğini önemli ölçüde etkiler.

ÜNİTE-2 MALZEME BİLİMİ ÖĞR. GÖR. HALİL YAMAK

MALZEMENİN İÇ YAPISI: Katılarda Atomsal Bağ

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ HASAR ANALİZİ YÜKSEK LİSANS - DOKTORA DERS NOTLARI. Doç.Dr.İrfan AY BALIKESİR

MMM291 MALZEME BİLİMİ

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

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

Kompozit Malzemeler. Tanım:

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.

BÖLÜM 3. Katı malzemeler yapılarındaki atom ve iyonların birbirlerine göre düzenlerine bağlı olarak sınıflandırılırlar.

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

ELASTİK PLASTİK. İstanbul Üniversitesi

Malzeme Bilimi İlk söz. Materyaller. Detaylar. Dersin İçeriği. Web Site -

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

İNTERMETALİKLERE GİRİŞ

Bölüm 4: Kusurlar. Kusurlar. Kusurlar. Kusurlar

Seramik malzemelerin kristal yapıları

Malzeme Bilgisi Tanıtımı

Optik Özellikler. Elektromanyetik radyasyon

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

Boya eklenmesi Kısmen karışma Homojenleşme

TANITIM ve BAŞLANGIÇ

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

MALZEME BİLİMİ DOÇ. DR. N. SİNAN KÖKSAL

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Opto Recess S. 70mm. 140mm

MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü. facebook.com/groups/beunmetalurji

Atom. Atom elektronlu Na. 29 elektronlu Cu

Kompozit Malzemeler. Tanım:

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Kristalleşme ve kusurlar Kristal Yapılar

KIRIK YÜZEYLERİN İNCELENMESİ

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI DOKTORA PROGRAMI

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİNDE MALZEME

ANİZOTROPİ. Schmid s Tek kristle uygulandığında:

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU MALZEME BİLGİSİ. Dersin Kodu: MMM 2011

Birçok yeni mühendislik tasarımı tamamen yeni malzeme geliştirilmesine bağlıdır. Örneğin teorisi 17. yy da bilinmesine rağmen türbin ve motorlar

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

AlSi7Mg DÖKÜM ALAŞIMINDA T6 ISIL İŞLEM DEĞERLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. Onur GÜVEN, Doğan ALPDORUK, Şükrü IRMAK

Katıların Atomik Düzeni, Kafes Hataları & Atom Harketliliği

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

ATOMİK YAPI VE ATOMLAR ARASI BAĞLAR. Aytekin Hitit

YAPI MALZEMESİ YAPI MALZEMESİNE GİRİŞ

Akımsız Nikel. Çözeltideki tuzları kullanarak herhangi bir elektrik akım kaynağı kullanılmadan nikel alaşımı kaplayabilen bir prosestir"

Transkript:

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Giriş

Malzeme bilimi ve mühendisliği konusunda temel konular hakkında bilgi edinmek Bu ders ile -Malzeme yapıları -Yapı ile özellik arasındaki ilişki -Üretim ve sentez işlemlerinin malzeme yapısına etkisi Böylece: Uygun malzeme seçimi ve kullanımı Malzemeler ile yeni tasarımlar

Giriş Atomik yapılar ve bağlar Kristal kristal olmayan yapı Kusurlar Özellikler (Temel tanımlamalar) Mekanik özellikler Optik özellikler Termal özellikler Kontrol ve Proses yöntemleri Faz diyagramları Termal proses yöntemleri Malzeme Sınıfları ve Tanımlamaları

Toplumların gelişimleri ihtiyaçlarını karşılamak üzere geliştirdikleri malzemeleri üretme ve kullanma kabiliyetleri ile yakından ilişkilidir. (Taş devri, Bronz devri, Demir Çağı, Silikon çağı ve Polimer çağı) Doğal malzeme kullanımı (Taş, tahta, kil vb.) Daha üstün tekniklerle malzeme özelliklerinin geliştirilmesi Artan malzeme çeşidi ile birlikte kullanım yerine uygun malzeme tercihi MALZEME SEÇİMİ! Son olarak malzeme yapı ve özellik ilişkisi ile özelliklerin şekillendirilebilme kabiliyeti, Modern (ileri) malzeme gelişimi İleri teknolojik gelişimin habercisi olmak (otomobil imalatı, elektronik cihazlar, uzay araçları vb.)

Malzemelerin Tarihi Gelişimi ve Nispi Önem Düzeyi

Malzeme Bilimi Nedir? ve Mühendisliği Ne Malzeme yapar? yapıları ile özellikleri arasındaki ilişkiyi ortaya koymaya yarar. Malzeme bilimcisinin görevi hem bu yapı özellik ilişkisine dayanarak Yeni malzeme tasarlanması Yeni malzemelerin üretilmesi veya sentezlenmesi Yeni sistemlerin oluşturulması ve malzemelerin işlemden geçirilmesi

Mühendislik Malzeme Malzemeleri: Gelişimi! Hammaddelerin elemental kontrolü Üretim süreci Mühendislik malzemesinin uygulama alanına bağlı olarak üretimi ve kullanımının sağlanması Dayanım, rijitlik Kırılma davranışı Ağırlık/Yoğunluk Çevresel koşullar (korozyon, sıcaklık ve basınç koşulları) Çevresel etki ve yaşam döngüsü analiz! Maliyet!

Yapı İç yapı düzeni Atom altı parçalar Atomik düzen mikroskobik makroskobik (kütlesel) Proses Malzeme üretim yöntemleri Karakterizasyon Performans Belirli uygulamalardaki davranış Özellikler Malzeme özellikleri Dış etkenlere karşı davranış Mekanik, elektriksel, termal, magnetik, optik ve korozif ortam özellikleri

10 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning

11 le Publishing / Thomson Learning

structure Yapısal Seviyesi processing properties performance Yapı (boyutsal) < 0.2 nm July 24, 2007 Models & Materials

Metalik bağ Bir, iki üç valans elektron valence electrons bütün malzeme boyunca serbest kayma Elektron denizi oluşumu Pozitif iyonik çekirdek Yönelimsiz bağ yapısı + + + + elektron denizi + + + + + + + + İyonik çekirdek + + + + July 24, 2007

İyonik bağ Metal ve metal olmayan elementlerden oluşmaktadır. İyonik çekirdek yapı Doğrusal olmayan bağ yapısı + + + + + + + + Termal ve elektriksel yalıtkan Yüksek sıc. zorlu cevre koşullarına dayanıklı Sert fakat gevrek July 24, 2007 Models & Materials

paylastırılır Dogrusal bağlanma mevcut Polimerler H methane (CH 4 ) Polymers Cok büyük moleküller Düşük yoğunluk ve ağırlık oldukça esnek ve düsuk sıc. İçin uygun July 24, 2007 Models & Materials

Levels of Structure structure processing properties performance STRUCTURE (length scale) < 0.2 nm 1 nm =? 0.2-10 nm

Kristalin: Atomlar üc boyutlu ortamda belirli bir peryodik düzen içerisinde bulunarak malzemenin, oldukça uzun bir aralıkta düzenli bir moleküler yapıya sahip olması Düzen özellikleri etkiler (i.e. süneklik) Anizotropik malzemeler hexagonal close-packed Amorf veya krıstal olmayan: Atomlar yakındaki komşu atomlar ile bir düzen içerisindedir. Viskoz malzemeler (genellikle karmaşık bir formülasyon) or hızlı soğuma İzotropik malzeme July 24, 2007 Models & Materials

Yapısal Seviye structure processing properties performance STRUCTURE (length scale) < 0.2 nm 1 nm =? 0.2-10 nm 1-1000 mm July 24, 2007 Models & Materials

Bürtün örnekte tek bir kristal yapı büyümesi Çevresel koşulların sıkı bir şekilde kontrolü Anizotropik malzeme Çok kristal yapı Çok sayıda küçük kristal yapı veya tanecik Çok sayıda düzensiz kristal yapı Bazıları birbniri içine büyüme göstermiş Anizotropik veya izotropik yapı

Yapısal Seviye structure processing properties performance Yapı (Boyutsal olarak) < 0.2 nm 1 nm =? 0.2-10 nm 1-1000 mm > 1 mm July 24, 2007 Models & Materials

Mekanik: Elastik özellikler Kayma mukavemeti Sertlik Elektriksel: conductivity resistivity capacitance + - Optik: reflectivity absorbance emission Termal: thermal expansion heat capacity thermal conductivity July 24, 2007 Models & Materials

Proses Yapı Özellik Performans Performans amacı Metalik malzemelerde dayanım artırımı OFF Yavaş soğutma Daldırma Aslında, Kristaller mükemmel değildir. Yapıda KUSURLAR mevcuttur

Özellikler yapıya bağlı olarak değişmektedir Sertlik (BHN) Proses yapıyı değiştirir Örn.Çelik yapısı ve sertlik ilişkisi (d) 600 500 (c) 30mm 400 300 (a) (b) 4mm 200 30mm 30mm 100 0.01 0.1 1 10 100 1000 Cooling Rate (C/s) Soğuma Hızı ( C/sec) 2

Another Example: Rolling of Steel At h 1, L 1 low UTS low YS high ductility round grains At h 2, L 2 high UTS high YS low ductility elongated grains Structure determines Properties but Processing determines Structure!

Aluminum Oksit (Al 2 O 3 ) Tek kristal (Şeffaf) Çoklu kristal crystalline, %1 porozite (Yarı geçirgen) Çoklu kristal, 5% porozite (boşluk) (Opak) July 24, 2007 Models & Materials

Elektriksel özellik Electrical Resistivity of Copper: Adding impurity atoms to Cu increases resistivity. Deforming Cu increases resistivity. 4

Thermal Conductivity (W/m-K) Termal özellik Space Shuttle Tiles: --Silica fiber insulation offers low heat conduction. Thermal Conductivity of Copper: --It decreases when you add zinc! 400 300 200 100 0 0 10 20 30 40 Composition (wt% Zinc) Adapted from Adapted from Fig. 19.4, Callister 7e. (Fig. 19.4 is adapted from Metals

Magnetik özellik Magnetic Storage: --Recording medium is magnetized by recording head. Magnetic Permeability vs. Composition: --Adding 3 atomic % Si makes Fe a better recording medium! 6

Korozif özellikler Gerilim ve tuzlu su... --çatlama yapar! Isıl muamele: Yavaşlar Tuzlu suda çatlak uzama! --Malzeme içeriği: 7150-T651 Al "alloy" (Zn,Cu,Mg,Zr) 4mm 8

Neden Malzeme Çalışmalıyız? Bilim adamları ve mühendisler malzeme seçimi yapmak zorunda! Malzeme Seçimi Kullanım performansı Özellik değişimi Maliyet Fakat gerçekte, HERKES MALZEME SEÇİMİ YAPAR! Alüminyum Cam Plastik