ELASTİK PLASTİK
HOMOJEN HETEROJEN
dislokasyon birkristalideformeetmekiçinharcananenerji, teorik ve hatasız olan kristalden daha daha az! malzemelereplastikdeformasyonuygulandığında, deforme edebilmek için daha daha fazla yük uygulanması gerekiyor!
dislokasyon
video1: çekme-basma gerilmesi altında deformasyon video2: kayma gerilmesi altında deformasyon
TEM: X 210.000 video
hatalar 1 boyutlu 2 boyutlu 3 boyutlu
hatalar 1 boyutlu 2 boyutlu 3 boyutlu Metalurji ve Malzeme Materials and Chemistry
matriks uyumlu yarı uyumlu uyumsuz
ikinci fazlararası mesafe 1.28 µm 15 MPa 0.4 µm 50 MPa
Kayma düzlemi 111 1 11 11 1 111 4 düzlem
Kayma yönü 110 1 10 11 0 3 yön, 4 düzlem: toplam12 kaymadüzlemi
Atomlar arası bağ Bağ kuvveti: ELASTİK MODÜL = 2
= 2 = = 2 =2 = 2 = 2
Lennard-Jones potansiyeli =4 ε bağ enerjisi potansiyeli β potansiyelin sıfıra ulaştığı mesafe
Yük, F = Alan, A
kayma düzlemi normali uygulanan yük arası kayma düzlemi
kayma düzlemi kayma yönü ile uygulanan yük arası =.. λ
Schmid Faktörü =.. λ =0 λ=90 : =45,λ=45
kırılma
2. Çözelti sertleşmesi
Fe Si Mn Cu Ti Mg
3. Çökelti sertleşmesi 2xxx, 6xxx, 7xxx
Çökelme sertleşmesi
Yavaş soğuma
Su verme
Hızlı soğuma durumunda: Dislokasyonlar? Boşluklar? İkinci fazlar? Tane sınırları?
α tek faz bölgesi Al Cu
Al Cu
Al Cu
Al Cu
Al Cu
Guinier Preston(GP) zonları Cu içeren alaşımlarda: CuAl 2 GP zonları Cu atomlarının ince dizilişi θ Uyumlu ve 2 sıra Cu atomları θ Yarı-uyumlu CuAl 2 θ Uyumsuz
Guinier Preston(GP) zonları Cu ve Mg içeren alaşımlarda: Al 2 CuMg GP zonları Cu ve Mg atomlarının dizilişi S Yarı uyumlu Al 2 CuMg(ortorombik) S Uyumsuz
Guinier Preston(GP) zonları Mg ve Si içeren alaşımlarda: Mg 2 Si GP zonları Mg ve Si atomlarının dizilişi β Yarı uyumlu, hekzagonal β Uyumsuz, YMK
Guinier Preston(GP) zonları Mg ve Zniçeren alaşımlarda: MgZn 2 GP zonları Mg ve Zn atomlarının dizilişi η Yarı uyumlu, hekzagonal η Yarı uyumlu, hekzagonal Τ Yarı uyumlu, Mg 32 (Al,Zn) 49 Τ Uyumsuz, Mg 32 (Al,Zn) 49
TTT diyagramları
20 o C de ne kadar zaman sonra GP zonları oluşacak? 1 saat
Hangi sıcaklıkta GP zonları oluşacak? 150
Bu sıcaklıkta ne kadar zaman alacak? 150 4 saniye
Çökelme sertleşmesi SUNİ DOĞAL
Çökeltice serbestbölge
Çökeltice serbestbölge
YÜKSEK YÜKSEK HIZLI YÜKSEK HIZLI DÜŞÜK
YÜKSEK YÜKSEK YAVAŞ YÜKSEK YAVAŞ DÜŞÜK
DÜŞÜK DÜŞÜK HIZLI YÜKSEK YAVAŞ DÜŞÜK
Bu sıcaklıkta ne kadar zaman alacak? 150 4 saniye
Yaşlanmanın pik noktası Sertlik veya mukavemet kısa mesafeli ince çökeltiler uzun mesafeli kaba çökeltiler Yeterince yaşlanma yok aşırı yaşlanma Log(t) Katı çözelti oluşumu (çökelti yok) çözelti + çökelti bölgesi uyumlu GP-zonları çökelme sertleşmesi bölgesi uyumsuz çökeltiler
100 o C Sertlik 180 o C 20 o C Log(t) Düşük sıcaklık: GP-geçiş zonları oluşumu için yeterli süre Yükseksıcaklık: Yaşlanmaiçinyeterli süreyok. Hızlı!
Ufakçökeltiler yokolmaeğilimde Büyük çökeltiler büyümeye eğilimlidir KABALAŞMA veya BÜYÜME: Ostwald Büyümesi
KABALAŞMA veyabüyüme Solvus eğrisinin şekli! α α + θ
Mukavemet arttırma mekanizmaları 1. Deformasyon sertleşmesi 2. Çözelti sertleşmesi 3. Çökelti sertleşmesi 4. Tane boyutunun azaltılması
% 0 % 45 % 90
Soğuk deformasyon %20 deforme edilmiş %45 deforme edilmiş %90 deforme edilmiş %= ( ) 100
Sıcak ve Soğuk Şekilverme Soğuk Def Sıcak Def 0.3-0.5T e
Plastik deformasyon: (0.3 0.5) T m SOĞUK DEFORMASYON Soğuk işlem noktasal hataların yoğunluğu dislokasyon yoğunluğu Nokta hataları ve dislokasyonların: iç gerilim Plastik deformasyon için harcanan enerjinin%1-10 u gerilim enerjisi olarak depolanır
Soğuk Def noktasal hata yoğ dislokasyon yoğ Tavlama Malzemede gerilim giderilmesi Malzemenin mukavemetinde artış Malzemenin yumuşaması Düşük sıcaklık Toparlanma Soğ Def Tavlama Yüksek sıcaklık Yeniden kristalleşme
Toparlanma Düşük tavlama sıcaklıklarında başlar Mikroyapıda görsel olarak değişimler oluşmaz Soğuk deformasyon sırasında oluşan noktasal hatalar: tane sınırlarında dislokasyon tırmanması için kullanılır Ters yönlü dislokasyonlar birbirini yok eder
Aynı yönlü dislokasyonlar tane sınırlarını oluşturmaya başlar Poligonizasyon Toplamda, dislokasyon yoğunluğunda azalma başlar Deforme olmuş yapı tane sınırları oluşmaya başlar
< dar açılı > geniş açılı
Yeniden Kristalleşme T yenidenkristalleşme ~ 0.3 T e T yenidenkristalleşme ~ 0.5-0.6 T e 99.999% Al ~ 75 o C Ticarisaf99% Al ~ 275 o C NEDEN?
Çözünen atomların etkisi Yeralanveyaarayerolarakyapıiçerisinde bulunabilecektümatomlar, dislokasyonhareketiniengelleyeceğiiçin, toparlanmaprosesiniazaltacaklardır Dahafazlaiticigüç; yanidahayükseksıcaklığa ihtiyaçolacaktır
Yeniden Kristalleşme Yüksekdeformasyon, başlangıçtaneboyutudüşükise daha ince taneli yeniden kristallenmiş taneler Deformasyon, yenidenkristalleşmesıcaklığı Başlangıçtaneboyutu, yenidenkristalleşme sıcaklığı Soğukdeformasyonsıcaklığı, gerilimenerjisi ve yenidenkristallenmesıcaklığı
Yeniden kristalleşme G yenidenkristalleşme = G deformeolmuş G deformeolmamış Çekirdekleşme ve gerilim içermeyen yeni tane oluşumu yüksek dislokasyon yoğunluklu tane düşük dislokasyon yoğunluklu tane tane sınırının ilerleme yönü
4 atoma bağlı 3 atoma bağlı tane sınırının ilerleme yönü atlama Tane sınırları, eğriselliğin merkesine doğru ilerleme eğiliminde
Tane1 γ 12 γ 13 θ 1 θ 2 Tane2 θ 3 Tane3 γ 23 120 o
video
Deformasyon sonrası
Hücre oluşumu
Yokolma
Tanesınırı oluşumu
Büyüme