Çeliklerin Fiziksel Metalurjisi

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

KTÜ, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

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

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

Demir-Karbon Denge Diyagramı

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

ÇELİKLERİN ISIL İŞLEMLERİ. (Devamı)

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

Faz ( denge) diyagramları

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

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

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

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

DEMİR KARBON FAZ DİYAGRAMI

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 4 Dönüşüm Diyagramları ZSA ve ZSD Diyagramları

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

Chapter 9: Faz Diyagramları

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

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

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

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

CALLİSTER FAZ DÖNÜŞÜMLERİ

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

Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği

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

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

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

CALLİSTER FAZ DİYAGRAMLARI ve Demir-Karbon Diyagramı

Metalografi Nedir? Ne Amaçla Kullanılır?

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ HOŞGELDİNİZ

Demir Karbon Denge Diyagramı

MALZEME BİLGİSİ DERS 9 DR. FATİH AY.

DENEYİN ADI: Jominy uçtan su verme ile sertleşebilirlik. AMACI: Çeliklerin sertleşme kabiliyetinin belirlenmesi.

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

Bölüm 9. Demir Karbon Alaşım Sistemi

Fe-C ve Fe-Fe 3 C FAZ DİYAGRAMLARI

Isıl İşlemde Risk Analizi

BAZI ÖRNEKLER Soru 1 - Soru 2 -

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY.

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 10 Yüksek mukavemetli yapı çelikleri. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

BÖHLER S705 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çeliklerin özelliklerinin karşılaştırılması:

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

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

ÇELİKLERİN VE DÖKME DEMİRLERİN MİKROYAPILARI

OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ.BÖHLER W500

BÖHLER S700 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çeliklerin özelliklerinin karşılaştırılması:

BÖHLER S500 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca Çelik Özelliklerinin Karşılaştırılması

BÖHLER W302. Sıcak iş Çeliklerinin Başlıca Özelliklerinin Karşılaştırılması

BÖHLER S600 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çelik özelliklerinin karşılaştırması:

Bu tablonun amacı, çelik seçimini kolaylaştırmaktır. Ancak, farklı uygulama tiplerinin getirdiği çeşitli baskı durumlarını hesaba katmamaktadır.

Paslanmaz Çeliklerin. kaynak edilmesi. Özlem Karaman Metalurji ve Malzeme Mühendisi Kaynak Mühendisi

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

Demir Karbon Denge Diyagramı

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

ÇELİĞİN ISIL İŞLEMLERİ

BÖHLER W300. Sıcak iş Çeliklerinin Başlıca Özelliklerinin Karşılaştırılması

Çelikler ve Dökme Demirler

MALZEME BİLGİSİ DERS 11 DR. FATİH AY.

BÖHLER K460 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca Çelik Özelliklerinin Karşılaştırılması

Yüzey Sertleştirme 1

Ç l e i l k i l k e l r e e e Uyg u a l na n n n Yüz ü ey e y Ser Se tle l ş e t ş ir i me e İ şl ş e l m l r e i

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

OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ

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

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

DEMİR DEMİR KARBON ALAŞIMLARI

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

Isıl işlemler. Malzeme Bilgisi - RÜ. Isıl İşlemler

2-C- BAKIR VE ALAŞIMLARININ ISIL İŞLEMLERİ 2-C-3 MARTENSİTİK SU VERME(*)

BÖHLER K600 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çelik özelliklerinin karşılaştırılması

BÖHLER W303 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Sıcak iş Çeliklerinin Başlıca Özelliklerinin Karşılaştırılması

6. BEYAZ ve YÜKSEK ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLER

BÖHLER K110 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD.ŞTİ. Başlıca Çelik özelliklerinin kıyaslaması

Standart Temin Edilme Koşulu HB Sertlik derecesine erişecek şekilde sertleştirilmiş ve temperlenmiş durumda.

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

BÖHLER K720 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca çelik özelliklerinin karşılaştırılması

1030 Çeliğinin SertleĢebilirliğine Tane Boyutunun Etkisi

ÇELİĞİN ISIL İŞLEMLERİ Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

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

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Sürünme, eğme ve burma deneyleri

Bölüm 11: Uygulamalar ve Metal Alaşımların İşlenmesi

Takım çelikleri malzemelerin işlenmesi ve şekillendirilmesi için kullanılan asil çeliklerdir. Toplam çelik üretiminin % 8 ine sahip olan takım

Demirin Kristal Yapıları

OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ.

Geleneksel Malzemelerdeki Gelişmeler

Metalografik inceleme ve ısıl işlem deneyi

Emre Yalçın (Odöksan ELBA) 7.Oturum: Süreçler ve Kontrol 7th Session: Process and Control

BÖHLER K107 OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. Başlıca Çelik özelliklerinin kıyaslanması

Ön Söz vii Kitabın Türkçe Çevirisine Ön Söz Çevirenin Ön Sözü 1 Sinterleme Bilimine Giriş 2 Sinterleme Ölçüm Teknikleri xiii

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

Mikroyapısal Görüntüleme ve Tanı

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Fiziksel özellikler nelerdir? Mekanik Elektriksel Termal Manyetik Optik

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

SÜPERALA IMLAR. Yüksek sıcaklık dayanımı

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 1 Isıl İşlem Yöntemlerinin Sınıflandırılması ve Tanımlanması

İnce ve Kalın Kesitli SiMo Küresel Dökme Demirlerin, Isıl İşlem Öncesinde ve Sonrasında Mikroyapı ve Mekanik Özellikleri

BÖLÜM 4 KAYNAK METALURJİSİ

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ALAŞIMLI ÇELİKLERİN SERTLEŞEBİLME KABİLİYETİNİN SAPTANMASI

Uygulamalar ve Kullanım Alanları

Transkript:

Çeliklerin Fiziksel Metalurjisi

Ders kapsamı Çelik malzemeler Termik dönüģümler ve kontrolü Fiziksel özellikler Ölçüm yöntemleri Malzeme seçim kriterleri Teknik ısıl iģlem uygulamaları

Malzemelerin Kullanım Sınırları Sıcaklık C Polimer malzemeler Cu-Bazlı Malzemeler Hafif Metaller(Al, Mg, Ti) Fe-Bazlı Malzemeler Ni-Bazlı Malzemeler Seramikler Mukavemet (Oda Sıcaklığında Çekme Mukavemeti (Mpa) Polimer malzemeler Cu-Bazlı Malzemeler Hafif Metaller(Al, Mg, Ti) Fe-Bazlı Malzemeler Ni-Bazlı Malzemeler Seramikler

Çelikler Fe-C alaģımları Fe-C dengesi Stabil (C : grafit) Metastabil (C : Fe 3 C)

Çelik malzemelerin ayrımı C oranına göre % 2 den daha az C = Çelik malzeme % 2 den daha fazla C = Dökme demir malzeme

% 2 östenitin C çözünürlük sınırı % 2 altında ledebürit (ötektik) yok Plastik Ģekil alabilir % 2 üstünde ledebürit var Plastik Ģekil alamaz, Ģekillendirme sadece döküm (katılaģma) ile mümkün (dökme demir)

Fe-Fe 3 C sistemi (ÇELĠK) Metastabil (soğutma hızı yüksek) Fe-C sistemi (DÖKME DEMĠR) Stabil (soğutma hızı düģük)

Sıcaklık C Karbon % At. Stabil Metastabil Karbon % Sementit % Fe-C Denge diyagramı (çift sistem)

g bölgesi = östenit (Sir W.C. Robert Austen 1897) Yüksek sıc. peritektik g = d + sıvı DüĢük sıc. ötektoid a + Fe 3 C = g Yüksek C oranlarında ötektik g + Fe 3 C = sıvı

Peritektik (0,1) 1493 C g damax C (2,06) Ötektik (4,25) 1147 C max C 0.02 Ötektoid (0,8) 723 C

d ferrit g östenit Pri. sementit a primer Ön ötektoid a sek. sementit a ferrit a+fe 3 C = Perlit ter. semnetit Perlit+Fe 3 C = ledebürit a sek

Isıl iģlem Kombine prosesler (ısıtma ve soğutma) Denge dıģı durumu gösteren diyagramlar Denge koģulları Sonsuz yavaģ Isıtma veya soğutma

Denge dıģı DönüĢüm sıcaklıkları değiģir Denge diyagramından farklı dönüģüm sıcaklıkları vardır Bunların bilinmesi gerekir

Isıl iģlem uygulamaları Demir-çelik ve alaģımları Dökme demirler Demir dıģı metaller ve alaģımları

Isıl iģlem hedefleri Sertlik, dayanım (mukavemet), aģınma direnci YumuĢak bir doku ile kolay iģlenilebilirlik Sadece yüzeyde sertlik Amacına göre yapı değiģimi ĠĢlem ile paralel mikroyapı kontrolü

Demir çelik alaģımları Isıl iģlem uygulamaları Östenite dönüģüm ve kinetiği (Isıtma) Zaman sıcaklık östenitleme (Heating transformation) diyagramları Soğutma dönüģümleri Zaman sıcaklık dönüģüm (Time temperature transformation) diyagramları

Denge dıģı dönüģüm diyagramlarının ölçümü

farklı dönüģüm süreçlerinde ani soğutulan ve metalografi ile incelenen numuneler

Fiziksel özellik değiģimlerinin ölçümü Diferansiyel termik analiz (DTA) Dilatometrik ölçümler (hacim değiģimi) Manyetik özelliklerin ölçümü Elektriksel özelliklerin ölçümleri

Her durumda değiģim ölçümü Uzun zaman aralığında Diyagram eksenleri Sıcaklık (lineer eksen) Zaman (logaritmik eksen) GeniĢ bir zaman aralığı görülebilir Diyagram hassasiyetleri Sıcaklık ±10 K Zaman %10

DönüĢüm sıcaklıkları (A= Arrèt=durdurmak) Ac, c=chauffage= ısıtma Ar, r=refroidissement=soğutma

Ac 1 = a+g+karbür üç faz dengesi Ac 1b = a+g+karbür bölgesine giriģ Ac 1e = a+g+karbür bölgesinden çıkıģ ve a+g veya g+karbür bölgesine giriģ Ötektoid altı Ötektoid üstü

Ac 2 = Curie sıcaklığı (769 C) Ferro-paramanyetik geçiģ sıcaklığı Kobalt 1121 C Nikel 360 C Gadolonyum 16 C Ġyi bir ferromanyetizma için Curie yüksek olmalı

Ac 3 =a /g dönüģüm sonu Acc m =Fe 3 C karbürlerin östenitte çözünme sonu Ötektoid üstü Ac 3 Ms= Östenit / Martenzit dönüģüm baģlangıcı Mf= Östenit / Martenzit dönüģüm sonu

Zaman sıcaklık östenitleme diyagramlarının ölçümü Ġzoterm (eģsıcaklık) diyagramları Farklı sıcaklıklarda farklı tutma sürelerinden sonra suda ani soğutulan ve metalografi ile incelenen numuneler (a) Sürekli diyagramlar Farklı ısıtma hızlarında farklı sıcaklıklara kadar ısıtılan numunelerin ulaģılan sıcaklıklarda suda ani soğutulması ve metalografi ile ölçümleri (b)

Metalografik ölçümler ile DönüĢümün baģladığı sıcaklık DönüĢüm sona erdiği sıcaklık belirlenir Bu noktalar sıcaklık zaman diyagramına iģaretlenir Ve hangi dönüģüm olduğu yazılır (Ac 1, Ac 1e v.b.)

Zaman Sıcaklık DönüĢüm Diyagramlarının (TTT) Ölçümü İzoterm Östenitleme sonrası Farklı sıcaklıklara ani soğutulur ve metalografik ölçümler yapılır (c) Tuz banyoları KurĢun banyoları Dilatometrik ölçümler (e)

Sürekli diyagramlar Östenit sıcaklığından soğutulan numuneler Lineer, üstsel v.b. Soğutma hızlarında (d) Farklı zaman ve sıcaklıklarda soğutma kesilir Suda ani soğutma yapılır Metalografik incelenir Dilatometrik ölçümler yapılır (f)

ZAMAN SICAKLIK ÖSTENĠTLEME DĠYAGRAMLARI

Bu diyagramlar ile

Karbürlerin çözünme sıcaklıkları Homojen/Heterojen Östenit sınır sıcaklıkları Östenit tane boyutu değiģimi Isıl iģlem sonrası sertlik

Çelik sistematiği

Teknik anlamda çelik alaģımları DüĢük miktarda alaģım elementi içerir Fe-C dengesi yerine Fe-C-M (M=metal, alaģım elementi Cr, Mo, Mn v.b.) üçlü dengesi geçerli olur

Üçlü denge ile Fe-C diyagramı yerine Fe-C-M üçlü denge kesiti kullanılır

Üçlü denge alanı (a + g + Karbür)

Denge diyagramlarına yakın sıcaklıkların belirlenmesi için çok yavaģ ısıtma hızı (3 C/dak) kullanılır

Sıcaklık C Karbon oranı % Fe-C-M üçlü sisteminden ikili faz diyagramı ve Ac1 sıcaklığının değiģimi M: sabit ve düģük miktarda alaģım elementi

BaĢlangıç Isıtma ile meydana gelenler a = ferrit, % 0,001 C çözünürlüğü (çok düģük) M 3 C=karbür % 6,9 C içeriği (çok yüksek) Böyle bir çelik ısıtıldığında (östenit bölgesine) C östenite dağılır (g içerisinde C çözünürlüğü %2 çok yüksek) Önce heterojen Sonra homojen dağılır C dağılımı kinetik bir olay ve difüzyon katsayısına bağlı Bu nedenle zaman alır

Teknik anlamda östenitleme (Isıtma ile östenite dönüşüm) Genellikle izotermik Fırında östenitleme Sürekli de olabiliyor Alevle veya induksiyon ile yüzey sertleģtirme

Sıcaklık C Zaman logaritmik- (s) Denge diyagramı ve sürekli zaman-sıcaklık-östenitleme diyagramı

Ötektoid altı çeliklerde dönüģüm

Diyagramda dönüģüm sıcaklıkları EĢ sertlik değiģimleri Farklı sıcaklıklardan ani soğutma ile martenzit sertliği ölçülmüģ Homojen heterojen g sınırı var

Sıcaklık C Sertlik değerleri (HV) 1600 s=27 dak. 10500 s= 175 dak. 9 s 0,3 s Zaman logaritmik- (s) Ck45, zaman sıcaklık östenitleme diyagramı izoterm, sertlik değerleri

Sıcaklık C Homojen östenit Ferrit+Östenit+Karbür Ferrit+Perlit Zaman s 15CrNi6, Zaman-Sıcaklık-Östenitleme Diyagramı (Sürekli)

Ötektoid Üstü Çeliklerde DönüĢüm

100Cr6 İzoterm Zaman Sıcaklık Östenitleme diyagramı Tane boyutu Homojen östenit Heterojen östenit Östenit + Karbür ASTM Tane boyutu Ferrit+ Östenit + Karbür Ferrit+Karbür (küresel sementit tavlı) Isıtma hızı = 130 C/s

İzoterm Zaman Sıcaklık Östenitleme diyagramı Sertlik Heterojen östenit Homojen östenit Sertlik HV Östenit + Karbür Ferrit+ Östenit + Karbür Ferrit+Karbür (küresel sementit tavlı) Isıtma hızı = 130 C/s

Sertlik HV Sürekli Zaman Sıcaklık Östenitleme diyagramı Sertlik Isıtma hızı C/s Homojen östenit Östenit + Karbür Ferrit + Karbür (Küresel sementit tavlı)

ASTM tane boyutu Sürekli Zaman Sıcaklık Östenitleme diyagramı Tane Boyutu Isıtma hızı C/s Homojen östenit Östenit + Karbür Ferrit + Karbür (Küresel sementit tavlı)

KĠMYASAL BĠLEġĠMDEKĠ DEĞĠġĠMLERĠN ZAMAN SICAKLIK ÖSTENĠTLEME DĠYAGRAMLARINA ETKĠSĠ Homojen Östenit HOMOJEN VE HETEROJEN ÖSTENĠT SINIRLARI Östenit+ Karbür Ferrit+ perlit+ Östenit Ferrit+ perlit Çelik 1 Çelik 2

BAġLANGIÇ YAPISINDAKĠ DEĞĠġĠMLERĠN ZAMAN SICAKLIK ÖSTENĠTLEME DĠYAGRAMLARINA ETKĠSĠ Homojen Östenit Heterojen Östenit

ZAMAN SICAKLIK DÖNÜġÜM DĠYAGRAMLARI TIME TEMPERATURE TRANSFORMATION (TTT)

DEMĠR KARBON DENGE DĠYAGRAMI VE SÜREKLĠ TTT DĠYAGRAMI ĠLĠġKĠSĠ (SOĞUTMA HIZI DENGE DĠYAGRAMI ĠÇĠN SONSUZ YAVAġ)

Denge sıcaklığı ÇEKĠRDEKLENME [DĠFÜZYON+ÇEKĠRDEKLENME ENERJĠSĠ]

Üst Diyagram 41Cr4 Islah çeliği TTT diyagramı BaĢlangıç yapısı : %25 Ferrit+%75 Perlit Östenitleme 840 C, 15 dak. Alt Diyagram Faz dağılımı

Östenitleme Sıcaklıkları ve Sürelerinin Seçimi Önemli 820 C östenitleme 10 5 s=1667 dak=27 saat Tane boyutu 11 (7mm) 1000 C östenitleme 6 10 4 s=1000 dak= 16 saat Tane boyutu 0 (320 mm) 790 C östenitleme 16 h=optimum ASTM 12, 5 mm