1 ISIL İŞLEMLER Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan ısıtma ve soğutma işlemleridir. İşlem esnasında ortamın etkisiyle, çeliğin kimyasal bileşimi değişebilir. Örneğin, sementasyon, nitrürasyon, oksitlenme ve dekarbürizasyon işlemlerinde olduğu gibi. Bunu sağlamak için, ısıl işlem özel ortamlarda gerçekleştirilebilir. Örneğin, tuz banyoları, koruyucu gaz veya vakum ortamlarında ısıl işlem yapılabilir.
2 Isıl işlemlerin uygulanma amaçları Talaşlı işlenebilme özelliği iyileştirilir (yumuşatma, tane irileştirme), Dayanım (mukavemet) arttırılıp azaltılabilir (sertleştirme, normalleştirme, yumuşatma), Soğuk şekil vermenin etkisi yok edilebilir (yeniden kristalleştirme, normalleştirme),
3 Isıl işlemin uygulanma amaçları (devam) Mikro segragasyon ortadan kaldırılabilir (homojenleştirme), Tane büyüklüğü değiştirilebilir (yeniden kristalleştirme, tane irileştirme, normalleştirme), İç gerilmeler azaltılabilir (gerilim giderme), Belirli iç yapılar elde edilebilir (normalleştirme, yumuşatma, sertleştirme).
4 Isıl işlemler genel olarak iki grupta toplanabilir: - Tavlama, - Sertleştirme. Tavlama ile iç yapının kararlı, denge durumuna yaklaşması sağlanır (soğuma yavaş yapılır). Sertleştirmede ise, ostenit hızlı soğutularak yarı kararlı bir içyapı (martenzit) oluşturulur.
5
6 IsıtmaS Tutma Soğutma Süre Tavlama işleminin şematik gösterimi Her ısıl işlem en az; - Belirli bir sıcaklığa ısıtma, - Bu sıcaklıkta tutma (bekletme) ve - Bu sıcaklıktan soğutma aşamalarından oluşur.
7 Tavlama ısıl işlemi türleri Tavlama: Malzemeyi belirli bir süre tavlama sıcaklığına ısıttıktan sonra, yavaş soğutmaktır İşlem tavı (yeniden kristalleşme Soğuk tavı) deformasyonun etkisini kendine gelme/ Yeniden kristalleşme ile ortadan kaldırmak Gerilme giderme tavı: Plastik deformasyonun, üniform olmayan soğutmanın, faz dönüşümlerinin neden olduğu gerilmeleri gidermektir Küreleştirme tavı: İyi işlenebilirlik için çeliği ötektoit sıcaklığın hemen altında saat bekleterek iyice yumuşatmaktır. Tavlama işlemi çeşitleri Normalleştirme: Tane yapısı bozulmuş iri taneli çeliği,küçük taneli yapmak için ostenit bölgesine ısıttıktan sonra havada soğutmaktır Tam tavlama (yumuşatma tavı) Şekillendirilebilme özelliğini İyileştirmekde, kaba perlit yapısı elde etmek için çeliği ostenit bölgesine ısıtıp fırında soğutmaktır
8 Metal alaşımlarının ısıl işlemleri Normalleştirme: Tane inceltme ve üniform boyut dağılımı Tam tavlama:fırında soğutma,kaba perlit, daha iyi süneklik Normalleştirme Yavaş soğuma Küreleştirme: Fe 3 C in birleşerek küresel parçacıkları oluşturması
9 Kaba, ince ve küreleşmiş perlit mikroyapıları Kaba perlit İnce perlit Küreleşmiş perlit
10 Tam tavlama A 3 & A cm üst kritik sıcaklıklar A 1 alt kritik sıcaklık Tam tavlama: Plastik deformasyona uğrayacak veya talaşlı imalatla işlenecek düşük ve orta karbonlu çeliklere uygulanır. Çeliği yumuşatır, sünekliği ve talaşlı işlenebilirliğ artırır. Küçük ve üniform tane yapılı kaba perlit elde edilir. A 1 or A 3 sıcaklığının 15 ile 40 o C üzerine ısıtılır Ostenit bölgesinde bekletilir Ötektoit öncesi faza ek olarak kaba perlit elde etmek için fırında soğutulur
11 Normalleştirme Sıcaklık Tam tavlama Sıcaklık o C o F Küreleştirme Bileşim (% ağırlık) Çeliklerde yumuşatma tavının (tam tavlamanın) yapıldığı ısıl işlem bölgesi (siyah renkli bölge)
12 Küreleştirme A 3 & A cm üst kritik sıcaklıklar A 1 alt kritik sıcaklık Küreleştirme: Plastik deformasyon veya talaşlı imalatla şekillendirme için çok sert olan orta veya yüksek karbonlu çeliklerde uygulanır. Sert çelik, küreleşmiş perlitik yapıyla yumuşatılır. A 1 sıcaklığının biraz altına ısıtılır Küreleşmiş mikroyapı (Fe 3 C küreleri) elde edilinceye kadar bekletilir (~15 ile 25 saat) Havada soğutulur
13 Normalleştirme (normalizasyon) A 3 & A cm üst kritik sıcaklıklar A 1 alt kritik sıcaklık Normalleştirme: Plastik şekil değiştirmiş çeliklerde ve tane dağılımı üniform olmayan çeliklerde uygulanır. Isıl işlem, tane boyutu dağılımını azaltmak ve küçük taneli ve mekanik özellikleri iyileştirilmiş yapılar elde etmek için uygulanı. Üst kritik sıcaklığın 55 ile 85 o C üzerine ısıtılır Ostenit bölgesinde bekletilir Havada soğutma yapılır
14 Yeniden kristalleşme ısıl işlemi Plastik şekil değiştirme sonucu kristal ve tane yapısı bozulmuş, iç gerilmeler oluşmuş bir metal malzemede, yeni tanelerin oluşmasını ve bu arada gerilme giderilmesini de sağlayan ısıl işlemdir. Bu şekilde parça hem, şekil değişimi öncesi özelliklerini kazanırken, hem de ince taneli bir yapı elde edilir. Çelikler için bu sıcaklık, o C arasıdır. Yeniden kristalleşme sıcaklığının üzerinde yapılan şekillendirme işlemleri sıcak, altında yapılan işlemler soğuk şekil verme olarak adlandırılır.
15 Yeniden kristalleşme ısıl işlemi mekanik özellikler-mikroyapı ilişkileri Çekme mukavemeti Süneklik ÇSTavlama sıcaklığı oc Kendine gelme Yeniden kristalleşme Tane büyümesi Soğuk deforme olmuş Ve toparlanmış taneler Yeni taneler
16 Gerilim giderme ısıl işlemi Bir iş parçasında kaynak, döküm, tel çekme, haddeleme, sertleştirme vb işlemler sonucu iç gerilmeler oluşur. Oluşan bu iç gerilmeler parçada, elastik şekil değiştirmeye neden olurlar. İç gerilmeleri gidermek, bunları plastik şekil değişimine dönüştürmekle olur. Bunun için, sıcaklığın artışı ile akma dayanımının düşmesinden yararlanılır. Bu işlem o C sıcaklığa çelik parçaları ısıtıp, yavaş soğutarak yapılır.
17 Gerilim giderme o C Yeniden kristalleşme o C Çelikler için yeniden kristalleşme ve gerilim giderme ısıl işlem sıcaklık bölgeleri
18 Homojenleştirme ısıl işlemi (difüzyon): Katılaşma sırasında tanelerin içerisinde oluşan kimyasal bileşim farklılıklarını difüzyon (yayınma) yoluyla gidermek için, katılaşma sıcaklığının altında yapılan uzun süreli tavlamadır. Çeliklerde o C sıcaklıklar arasında uygulanır. Arkasından normalleştirme ısıl işleminin yapılması gerekir.
19 Sertleştirme (su verme) Sertleştirme: Ötektoit altı çelikler A 3, ötektoit üstü çelikler A 1 sıcaklığının o C üzerine ısıtıldıktan sonra hızla soğutularak, yapıda bulunan ostenitin, perlit yerine martenzite dönüştürülmesiyle su verme gerçekleştirilir. Amaç, su vermeyle martenzitik yapı elde etmektir.martenzit iğneli bir yapıya sahip olup, çok sert ve kırılgandır. Pratik olarak % 0.2 den az C içeren çeliklere su verilemez. Martenzit oluşumu üç faktöre bağlıdır: 1. Alaşımın bileşimi, 2. Su verme ortamının türü, 3. Numunenin şekli ve boyutu.
20 Sertleştirme Temperleme (menevişleme) o C Sertleştirme (su verme) ve temperleme ısıl işlem sıcaklık bölgeleri Temperleme: Parçaya su verdikten hemen sonra, o C sıcaklıklar arasında yapılmalıdır. İşlem şartlarına bağlı olarak, temperleme sonucunda sertlik ve mukavemet azalırken, süneklik ve tokluk artmaktadır.
21 Sertleştirme ve Temperleme Isıl İşlemleri Sıcaklık Merkez Yüzey A 1 Temperleme sıcaklığı Dönüşüm Martenzit Süre (log) Temperlenmiş martenzit
22 Martenzitik çelikte, hacim merkezli tetragonal (HMT) kafes yapısı, Levha martenzit; iğne şekilli taneler martenzit fazıdır. Beyaz bölgeler kalıntı ostenittir.
23 Temperlenmiş martenzitin mikro-yapısı ve özellikleri 594 o C sıcaklıkta temperlenmiş martenzitin elektron mikro-fotografı. Küçük parçacıklar sementit fazıdır, anayapı ferrittir. Yağda su verilmiş 4340 çeliğinin temperleme sıcaklığına göre mekanik özelliklerinin değişimi Karbon bileşimine göre, sade karbonlu martenzitik temperlenmiş martenzitik ve perlitik çeliklerin sertlikleri
24 Ötektoit çeliğin mikroyapı ve mekanik özellikleri Ön işlem Sertlik Dayanım Süneklik Hv (MPa) (%uzama) 1. Yavaş soğuma (normalize) K den sertleştirme (suda) K den sertleştirme, temperleme 820 K K den sertleştirme, temperleme 970 K Matls. Princ. & Practice, fig. 5.2
1. DENEYİN AMACI: Farklı soğuma hızlarında (havada, suda ve yağda su verme ile) meydana gelebilecek mikroyapıların mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi ve su ortamında soğutulan numunenin temperleme
1. AMAÇ Çeliklerde ısıl işlem yoluyla mikroyapı ve mekanik özelliklerin değişiminin incelenmesi 2. TEORİK BİLGİ 2.1. Çeliklerin Isıl İşlemi Metal ve alaşımlarının, faz diyagramlarına bağlı olarak ergime
FAZLAR ve DEMİR-SEMENTİT DİYAGRAMI TTT DİYAGRAMLARI ÇELİK ISIL İŞLEMLERİ KASIM 2011 Faz kavramı Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen ve belirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adı
ÇELİK NEDİR? ÇELİK, bir Demir(Fe) Karbon(C) alaşımıdır. Yapısında C dan başka farklı oranlarda alaşım elementleri ve empürite elementler bulunur. Çeliğe farklı özellikler kazandıran içerdiği elementlerin
VİZE II ye HAZIRLIK Tüm Konuları Kapsamaz (Faz/TTT) (Aralık 2011) FAZ PROBLEMLERİ F + S = B + 2 (GİBBS Faz Kuralı-Kanunu) F:Faz Sayısı S: Serbestlik Derecesi B:Bileşen sayısı 2: Sıcaklık ve Basınç Değişken
METALÜRJİ ÇELİKLER VE ISIL İŞLEM DERS NOTU ADEM ŞAHİN www.malzemebilimi.net 2 I. GİRİŞ Mühendislikte tasarlanan imalatı gerçekleştirmek için kullanılacak malzeme seçiminin doğru yapılması üretim kolaylığı
8 MALZEME BİLGB LGİSİ MÜHENDİSLİK K METAL ve Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN Pamukkale Üniversitesi 2007 - BAHAR GİRİŞİŞ MÜHENDİSLİK K METAL ve Mühendislik uygulamalarında çok önemli bir yer tutan metaller ve alaşı
ISININ TESİRİ ALTINDAKİ BÖLGE II.- Isının Tesiri Altındaki Bölgeler (Malzemelere göre) Teorik olarak ITAB ortam sıcaklığının üzerinde kalan tüm bölgeyi kapsar. Pratik olarak, bununla beraber, kaynak yönteminin
Çelikler 1/29 Çelik? Demir oranı, içerdiği diğer elementlerin hepsinden daha fazla olan, genelde % 2'den daha az karbon içeren alaşımlara çelik denir. Bazı krom çeliklerinde % 2'den biraz daha fazla (%
ÇELİKTE ALAŞIM ELEMENTLERİ Çelikte bulunan elementleri, yabancı madde ve katkı elementleri olarak tanımlamak mümkündür. Yabancı madde, genellikle çeliğin elde edilmesi esnasında hammaddeden çeliğe geçen
T.C. ADNAN MENDERES ÜNİVERSİTESİ AYDIN MESLEK YÜKSEKOKULU DEĞİŞİMİN GELECEĞİ AYMYO YAYINLARI DERS NOTU NO: 00 MALZEME BİLGİSİ Hazırlayan Öğr. Gör. Serap KARAGÖZ Makine Resim Konstrüksiyon Programı Aydın
Isıl İşlemlere Giriş Katı haldeki metal ve alaşımlarla, belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan ısıtma ve soğutma işlemleridir. Çeliklerin
Faz kavramı Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen ve belirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adı verilir. Fazlar; bu atom düzenlerinden ve toplam iç yapıda bu fazların oluşturdukları
ÖZEL ÇELİKLER Çelik, demir ve karbon elementlerinin oluşturduğu en önemli alaşım grubudur. Çelikler, farklı gereksinimleri karşılamak için gösterdikleri özellikleri nedeniyle gelişmiş malzeme olarak kabul
MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MALZEME BİLİMİ -Fazlar - Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR FAZ KAVRAMI Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen ve belirli özellikler
1. Metalik Malzemelerin Darbe Deneyi Darbe deneyi gevrek kırılmaya neden olabilecek şartlar altında çalışan malzemelerin mekanik özelliklerinin saptanmasında kullanılır. Darbe deneyinin genel olarak amacı,
MALZEME BİLGİSİ VE MUAYENESİ Çubuk boyunca farklı soğuma hızları elde edilir. Tamamen soğuyan çelik boylamasına her mm'de sertliği ölçülerek, değerler bir grafiğe dökülür. Aynı tarzda enlemesine sertlik
2-C-1 - BAKIR VE ALAŞIMLARININ ISIL İŞLEMLERİ YAPISAL SERTLEŞME Genel mülâhazalar Yapısal sertleşme, prensipleri bundan önce anlatılmış bulunan eriyik hale getirme su vermesi ve sonra sertleştirici meneviş'in
MAL 201 (6) METALLER ve ALAŞIMLARI, SERAMİKLER, CAMLAR VE POLİMERLER Metaller İmalat sektöründe en büyük paya sahip olan malzemeler metaller ve alaşımlardır Alaşımlar: İki veya daha çok metalin belli özellikler
Yüzey Sertleştirme Đşleminin Önemi SEMENTASYON HAKKINDA BĐLGĐ Yüzey sertleştirme işleminde düşük karbonlu çeliklerden imal edilmiş parçalar, karbon verici ortamlar içinde tavlanırlar.bu işlemde parçaların
DÖKME DEMİRLER BEYAZ DÖKME DEMİR Beyaz dökme demir mikroyapısı. Metalografik yapı beyaz renkli sementitle birlikte dendritik karakterde katılaşmış ince bir perlitik şebekeyi göstermektedir. BEYAZ DÖKME
1 1. GİRİŞ ve AMAÇ 1.1. Tanım ve İşlemin Esasları Tel çekme, kalın kesitli olan bir telin çekme matrisi içinden geçirilerek kesitini küçültme işlemidir. Çekme yönteminde malzemeler matris olarak adlandırılan
1.GİRİŞ Genel olarak metal şekillendirme işlemlerini imalat işlemlerinin bir parçası olarak değerlendirmek mümkündür. İmalat işlemleri genel olarak şu şekilde sınıflandırılabilir: 1) Temel şekillendirme,
Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Alternatif Yapı Malzemeleri 2. Yapılarda çelik kullanımı 2.1. Çelik Metalürjisi 2.1.1. Çeliğin avantaj ve dezavantajları 2.1.2. Demir ve çeliğin tarihsel