2 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 tanelerden meydana gelir.
3 Katı çözelti Sıvı çözeltide olduğu gibi, katı durumda da bir elementin atomları diğer bir elementin kafes yapısı içerisinde uygun bir yer bulup yerleşmesi ile katı çözelti meydana gelir. Uygun yerler arayer veya yeralan (ikame) olabilir. Hume-rothery kuralı gerçekleşmişse tam ve sınırsız bir çözünme (karışma) sağlanabilir. Çözeltinin tanımı: İki farklı atomun veya molekülün atomsal veya moleküler düzeyde karışımına ÇÖZELTİ adı verilir. Bu karışım sıvı haldeyse sıvı çözelti, katı haldeyse katı çözelti adını alır. Bir elemente diğer bir element karıştırılacak olursa, daima toplam iç enerji mimimum olacak şekilde yeni atom düzenleri meydana gelir.
4 (a) Suyun 3 hali; gaz, sıvı, ve katı. Herbiri bir fazdır. (b) Su ve alkol; tam çözünme. (c) Tuz ve su; sınırlı çözünme. (d) Su ve yağ; Hiç çözünmeme.
5 (a)sıvı Cu ve Ni, tam çözünür. (b)katı Cu ve Ni kristal yapıda rastgele yerlere yerleşmek suretiyle tam katı çözelti oluşturur. Katı Çözelti 2.Faz (c)cu ve Zn alaşımları sınırlı çözünmeden dolayı % 30 dan fazla Zn çözemez, ikinci faz bölgeleri oluşturur.
6 Faz kavramı sadece fiziksel durum (maddenin sıvı, katı veya gaz hali) ile ilişkili değildir.örneğin metal alaşımlarında aynı anda birden fazla katı faz yanyana bulunur. Bileşenin tanımı: Bir alaşımı oluşturan kimyasal elementlere o alaşımın bileşenleri adı verilir. Bir faz içindeki elementleri derişikliği genellikle ağırlık yüzdesi olarak verilir. Saf metaller tek fazlıdır, iç yapıları çok taneli olsa bile, taneler farklı olmadığından ayrı faz sayılmaz.çeliklerde karakteristik bir yapı olan perlit ise ferrit ve sementit adı verilen iki ayrı fazın lamelli (levhalı) bir şekilde dizilmesiyle oluşur.
7 Saf molibden taneleri Ferrit Sementit Saf molibdenin çok kristalli(taneli) yapısı.tek fazlı yapı.her tane yönlenme farkı dışında birbiriyle özdeştir. Demir-Karbon alaşımının(çelik) yapısı.iki fazlı yapı.fazlar:ferrit (Beyaz alanlar) ve sementit (Parmak izi görünümlü, gerçekte levha şeklinde)
8
9 Faz diyagramları Kimyasal bileşim ve sıcaklığa bağlı olarak belirli şartlarda hangi fazların stabil olduğu faz diyagramları ile belirlenir.
10 Tek bileşenli sistemlerde faz diyagramı doğal olarak sıcaklık ve basınç değişkenlerinin yer aldığı faz diyagramında çizilir. Örneğin saf suda faz diyagramı aşağıdaki gibidir.bu diyagramda, sıcaklık ve basınca bağlı olarak faz değişimleri görülmektedir. Sıcaklık Gaz Buhar Sıvı Su Katı Buz Basınç(Log skala)
11 Benzer şekilde saf demire ait faz diyagramı da aşağıda verilmiştir.burada α, γ ve δ fazları katıdır ve bunların kristal kafes yapıları sırasıyla HMK, YMK ve HMK dir. Sıcaklık Gaz Sıvı Sıvı Katı Basınç(Log skala)
12 Allotropi(Polimorfizm) Bileşimi aynı kalan bir malzemenin kafes yapısının sıcaklıkla değişmesine Allotropi adı verilir.aşağıda saf demirin allotropik halleri verilmiştir:
13 Faz(Denge) diyagramları Fazların oluşumunda ve faz dönüşümünde ana etken maddenin enerji içeriğidir.bu içeriği değiştiren üç ana etken şunlardır: - Alaşımın Sıcaklığı, T -Alaşımın bileşimi, c -Basınç, p Faz(Denge) diyagramları yardımıyla belirli bir malzemede sıcaklık ve bileşime bağlı olarak denge halinde oluşacak fazların türleri, bileşimleri ve miktarları ve hatta iç yapıları da belirlenebilir.
14 Faz diyagramının soğuma eğrilerinden elde edilişi (Cu-Ni sistemi) Katı çözeltiler, malzeme biliminde α, β, γ gibi Yunan harfleriyle adlandırılır.
15 Gibbs Faz kuralı Bir sistemde bileşen ve faz sayısının belirli olması durumunda serbest değişken olup olmadığını belirlemede kullanılan bir kuraldır. Basıncın değişken bir parametre olması durumu F + S = B + 2 ygulamada genelde atmosfer basıncında çalışıldığından, ve bu nedenle basınç sabit lduğundan durum büyüklüklerinden biri sabit olur (Basınç). Bu durumda Gibbs kuralı Basıncın sabit olması durumu (en çok kullanılan bağıntı) Faz sayısı F + S = B + 1 Serbest değişken sayısı Bileşen sayısı
16 Serbestlik derecesi tanımı: Fazların sayısı aynı kalmak koşuluyla,birbirinden bağımsız olarak değiştirilebilecek durum büyüklüklerinin (Sıcaklık,basınç ve bileşim) sayısıdır. Gibbs in faz kuralı Dengede olan çok fazlı bir madde için faz kuralı aşağıdaki gibi verilir: F+S =B+2 B=Bileşen sayısı S= Serbestlik derecesi F= Faz sayısı
17 Faz diyagramları yardımıyla bir maddeye ait faz durumları, sıcaklık T, basınç p ve bileşim B ye bağlı olarak belirlenebilir. Malzeme biliminde en çok kullanılan faz diyagramları sabit basınç için alaşımlara ait iki bileşenli faz diyagramlarıdır( B= 2 ; p=1 atm=st.) İki bileşenli faz diyagramlarında yatay eksende bileşim(derişiklik),düşey eksende ise sıcaklık bulunmaktadır. Bu diyagramlar verilen her sıcaklık ve bileşim için malzemede denge halinde bulunan fazların ne olduğunu gösterir.
18 Sıcaklık Gaz F + S = B + 2 (GİBBS Faz Kuralı-Kanunu) F:Faz Sayısı S: Serbestlik Derecesi B:Bileşen sayısı 2: Sıcaklık ve Basınç Değişken Buhar Sıvı Su Katı Buz Basınç(Log skala) SUyun Faz Diyagramı
19
20 Erime noktasında Gibbs kuralı Diagramda saf element için erime noktasındaki (T A ) durum: F = 2 (sıvı ve olarak 2 faz) B = 1 (Tek bileşen A) S =1-2+1=0 T TA nın soğuması Sıvının soğuması Katılaşma aralığı t Basınç sabit, kimyasal bileşimde değişmediği için tek değişken olan sıcaklıktır. Ancak bu da erime/katılaşma boyunca sıcaklık sabittirserbest değişken bulunmaz
21 Çözünme durumuna göre Tam çözünme: Bir elementin diğeri içerisinde sınırsız çözünebilmesi. Hiç çözünmeme: Bir elementin diğeri içinde hiç çözünememesi. Sınırlı çözünme: Bir elementin diğeri içerisinde kısıtlı çözünebilmesi. a) b) c)
22 Sıcaklık İki bileşenli diyagramlara ait örnekler a)katı durumda tam çözünürlük Sıvı (Çözelti) Likidüs B nin erime noktası A nın erime noktası Solidüs Katı çözelti Bileşim( Ağırlık %)
23 T, Sıcaklık T T A Likidüs çizgisi Sıvı S + (katı) T B Kimyasal bileşim: Kompozisyon Solidüs çizgisi T1 T2 T3 Sıvı (katı) S + Xs X1 X X 1 kompozisyonuna sahip alaşım: T1 de: S T2 de: S+ T3 de: fazlarına sahiptir.
24 -A ve B sürekli olarak, yani her oranda tek fazlı bir yapı(ss: Solid Solution: katı çözelti) oluşturmaktadır. -Bir başka deyişle, her iki malzemeye ait atomlar( A ve B) ortak bir kafes içinde, birbiri içinde her oranda çözünmektedir.buna tam çözünürlük adı verilir. Bunların dışında yüksek sıcaklıklarda sıvı çözeltinin tek başına bulunduğu bir bölge ve sıvı+ katı çözeltinin birlikte bulunduğu iki fazlı bir bölge de mevcuttur.
25
26 -Tam çözünürlük alaşımlarda yaygın olarak görülmez. Buna örnek olarak Bakır-Nikel alaşımı verilebilir. -Tam çözünürlük için,bilindiği gibi Hume-Rothery kurallarının geçerli olması gerekir. Bu tür faz diyagramları soğuma eğrileri yoluyla elde edilirler. Buna ait bir örnek Cu-Ni sistemi için verilmiştir. DİKKAT: -Saf nikel veya saf bakır halinde B=1 olup,faz kuralı F+S=B+1= 1+1 =2 şeklini alır. Faz sayısı iki iken(yani katılaşma sırasında hem sıvı hem de katı faz birlikte bulunur.) serbestlik derecesi S = 0 çıkar.bir başka deyişle iki faz tek bir sıcaklıkta (katılaşma sıcaklığı) denge halinde bir arada bulunabilir. Faz sayısı aynı kalmak kaydıyla değiştirilebilecek bir durum büyüklüğü yoktur.
27 -Bu nedenle saf metallerin soğuma sırasındaki katılaşma sahanlığı yatay bir doğrudur. -Buna karşılık alaşımlarda,(b=2) faz kuralı F+S= B = 3 olur. İki fazlı bölgede (katı çözelti +sıvı çözelti) F=2 olup,serbestlik derecesi S= 1 çıkar.yani alaşımın bileşimi ya da alaşımın sıcaklığı durum büyüklüklerinden birini serbestçe değiştirdiğimiz halde iki faz denge halinde sistemde mevcut olabilir.bu durumda verilmiş bir bileşimdeki, alaşımda belirli aralıkta sıcaklık değişse bile iki fazı denge halinde muhafaza etmek mümkündür. -Soğuma eğrilerindeki katılaşma sahanlığı bu nedenle eğiktir.
28 Arafazlar ve Metallerarası bileşikler Faz diyagramlarının birden fazla reaksiyon içermeleri durumunda görülür. Arafazın tekbir kimyasal bileşik olması durumunda metaller arası fazlar söz konusudur. Metaller arası fazlar çok sert ve gevrek malzemelerdir. Arafazlar Metallerarası bileşikler
29 Verilmiş bir bileşimdeki alaşımn İki fazlı bölgesindeki her bir fazın verilen sıcaklıktaki bileşimlerinin hesabı DİKKAT:Tek fazlı bölgede fazın bileşimi alaşımın bileşimine eşittir.ancak gözönüne alınan bölgede faz sayısı birden fazla ise, her bir fazın bileşimi hem birbirlerinden hem de alaşımın bileşiminden farklıdır. L nin T1 deki bileşimi Hal noktası İki fazlı bölge (Beyaz bölge) Alaşımın sıcaklığı Bağ çizgisi SS nin T1 deki bileşimi Alaşımın bileşimi
30 Tam Çözünme Belirli bir bileşimdeki alaşımın(sistem) sıvı halden itibaren soğuması sırasındaki içyapıları Sıcaklık S, Sıvı T B Sıvı Tamamen sıvı faz Sıvı % 90 Sıvı + % 10 T A S+, Katı % 60 Sıvı + % 40 % 10 Sıvı + % 90 %B X Tamamen katı faz. : %x oranında B elementi içerir.
35 Ötektik Yapı Ötektik reaksiyon; sıvı fazın ani olarak iki ayrı katı faza dönüşmesi reaksiyonudur. Ötektik reaksiyon: Soğuma Sıvı (Katı) + (Katı) Ötektik nokta Ötektik noktadan uzaklaştıkça, ötektik reaksiyon, dönüşüm öncesi varolan sıvı faz kadar gerçekleşir. Ötektik Sıcaklık
36 Katılaşma sırasında çekirdeklenme bir çok noktadan başlar, Bu çekirdekler tabaka şeklinde büürler Birbirlerine temas etmeleri ile ince ve tabakalı yapı meydana gelir, Çekirdeklenme ne kadar çok noktadan meydana gelmişse yapı o kadar ince tabakalı (veya küçük taneli) olacaktır. A kristal taneleri (Açık renk) B kristal taneleri (Koyu renk) S ö = B F + 1 = = 0
37 Ötektik reaksiyon ile oluşan katı faz. Lamelli (tabakalar şeklinde paketlenmiş) Nodüler (matris faz içerisinde küresel diğer fazın bulunması) Lamelli yapıda iki katı faz birbiri üzerine paketlenmiş tabakalar şeklindedir. Her bir tabaka bir tanedir. 1 Lamelli Yapı 2 Nodular Yapı
38 Hiç Çözünmeme Ötektik Sıcaklık T A 1 2 A+S S A+B S+B %B X 1 X X 3 2 Ötektik Bileşim T B 1.Alaşım (Ötektik Altı) Alaşım 3.Alaşım Ötektik Üstü Sıvı Sıvı Sıvı Sıvı A Sıvı A Proötektik A 2 3 Ötektik Yapı Ötektik A Ötektik B Sıvı B A Kristalleri (Açık renk) B Kristalleri (Koyu renk) Ötektik A Ötektik B Proötektik B Ötektik A Ötektik B
39 Sıcaklık b)tam Çözünmezlik durumunda ötektik reaksiyon A ve B atomlarına ait kafeslerin birbirlerini kafeslerine almadığı durum görülmektedir (Tam çözünmezlik). Ötektik:Düşük sıcaklıkta eriyen anlamına gelir. Ötektik noktada: F+S = B+1 F=3 B=2 S=0 çıkar. Ötektik sıcaklık Ötektik nokta Her iki katı fazın birarada oluşması nedeniyle ötektik İçyapılar sıkı istiflenmiş İçyapılardır. Ya lamel şeklinde ya da kürecik şeklinde oluşurlar. Mekanik özellikleri İyidir. Ötektik reaksiyon Sıvı(L) A + B Ötektik bileşimdeki sıvı, ötektik sıcaklıkta iki katı faza dönüşür. Ötektik Bileşim Bileşim
40 Malzeme bileşimi ötektik bileşimden farklı ise,katılaşma(kristalleşme) sabit sıcaklıkta değil, belirli bir sıcaklık aralığında olur.ötektik sıcaklığa inildiğinde yapıda bir miktar sıvı mevcuttur.artan bu sıvı ötektik bileşime sahip olduğundan, ötektik sıcaklıkta iki ayrı katı faza ayrışarak ötektik yapıda katılaşır. Sıcaklık L Sıvı :Ötektik bileşimde L öt A L 1 matrisi İçinde A kristalleri L+A L +B L 2 matrisi içinde B kristalleri B L öt A+B Ötektik yapı: İnce A ve B lamellerinin oluşturduğu içyapı Bileşim
41 Sınırlı Çözünme c) Sınırlı çözünürlük durumunda ötektik reaksiyon Alaşım sistemlerinin çoğunda görülür. B elementi A nın içerisinde sınırlı olarak çözünebilir. Oda sıcaklığında X 1 kadar, sıcaklık arttıkça (ötektik sıcaklıkta) X 2 kadar çözünebilir. Sıcaklıkla ısıl aktivasyon artar ve boşluk miktarı artar.
42 fazı: Katı Çözelti Çözeltiye giremeyen yabancı atomlar kendilerinin çoğunlukta olduğu yeni atom düzeni (faz) oluştururlar. A nın çoğunlukta olduğu katı çözelti fazını oluşturur, B nin çoğunlukta olduğu katı çözelti fazını oluşturur. Fiziksel ve kimyasal özellikleri farklı olan iki katı faz ve aynı yapıda birarada bulunabilir. fazı: 2.Faz ve Katı çözelti
43
44 Faz diyagramları: Sınırlı Çözünme I II III IV T A T ö I II III IV S 1 S+ 3 2 S TB X 1 X 2 4 X 3 3 X ö + %B Ötektik Ötektik öncesi Ötektik ( dan ayrışan) Ötektik öncesi
45 Ötektik Bileşim Ötektik altı bileşim (hypo) X ö Ötektik üstü bileşim (hyper)
46 Aynı şekilde A elementi B içerisinde sınırlı miktarda çözünebilir. Oda sıcaklığında X 3 kadar, sıcaklık arttıkça (ötektik sıcaklıkta) X 4 kadar çözünebilir. (Sıcaklıkla ısıl aktivasyon artar ve boşluk miktarı artar).
47 DİKKAT: alaşım düşeyi ötektik yatayını kesmiyorsa, ötektik reaksiyon meydana gelmez, kesiyorsa gelir. Ötektik reaksiyon oluşmaz Ötektik Reaksiyon oluşur Birincil α kristalleri Sıcaklık Sıvı L öt 1 matrisi çinde α 3 ristalleri L öt Birincil β kristalleri ok taneli α 1 atı çözeltisi L +α L +β Bileşim α+β L 2 matrisi içinde β 1 kristalleri α 2 ve β 2 kristallerinin oluşturduğu ince lamelli Ötektik yapı
48 Teknik bakımdan önemli ötektik diyagramlar Kurşun-Kalay ötektik faz diyagramı Kalay atomsal yüzdesi Kalay ağırlık yüzdesi Yumuşak lehim alaşımı 183 o C da eriyen % 61,9 Sn-%38,1 Pb alaşımıdır.
49 Basınçlı Al-Si alaşımı dökümü Erime sıcaklığı: 577 o C Aluminyum -silisyum ötektik faz diyagramı
50 Ötektik faz diyagramında mukavemet değişimi
51 Ötektoid Reaksiyon Soğuma sırasında bir katı fazdan iki ayrı katı fazın oluşması reaksiyonudur. Ötektoid reaksiyon: (Katı) Soğuma (Katı) + (Katı)
52 T ötektik T A +S S S+ T B T ötektoid X ötektoid %B X ötektik
53 c)ötektoid reaksiyona ait faz diyagramı Ötektoid reaksiyon: γ α+β Bir katı çözeltiden iki ayrı katı çözeltinin sabit sıcaklıkta oluşması Diyagramın ötektoid reaksiyon bölgesi
54 Ötektoid reaksiyonla faz dönüşümleri Sıcaklık Sıvı(L) S β + γ Çok taneli katı Çözelti, γ ötek β 1 matrisi içinde ince taneli γ 2 küreciklerinden oluşan ötektik içyapı α 1 ve β 2 kristallerinin oluşturduğu ince tabakalı ötektoid içyapı γ α + β Alaşım düşeyi Bileşim
55 Peritektik ve Peritektoid Reaksiyon Kısmi çözünürlük gösteren alaşım sistemlerinde elementlerin ergime sıcaklıklarının çok farklı olması durumunda meydana gelen faz reaksiyonlarıdır. Peritektik reaksiyon: Soğuma Sıvı + (Katı) (Katı) Peritektoid reaksiyon: Soğuma (Katı) + (Katı) (Katı)
57 d)peritektik reaksiyona ait faz diyagramı Biri sıvı diğeri katı olan iki faz sabit sıcaklıkta reaksiyona girerek yeni bir katı faz oluştururlar. δ + S γ S+δ δ δ+γ Sıvı çözelti S +γ γ Xp Fe-C faz diyagramında peritektik sistem
58 e)peritektoid sistem(katı-katı reaksiyonu) İki ayrı katı çözelti sabit sıcaklıkta reaksiyona girerek yeni bir katı çözelti oluşturur. α + β δ
61 Kurşun-Kalay ötektik faz diyagramında içyapılar
62 Cu : YMK Zn : SDH Bakır-Çinko faz diyagramı(pirinçler) Ara fazlara(tek fazlı bölgeler) örnek
63 (c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license. Örnek Aşağıda verilen faz diyagramında bulunan 3 adet farklı faz reaksiyonlarını tespit ediniz o C, 920 o C, 750 o C, 450 o C ve 300 o C lerde yatay çizgiler vardır 1150 o C: δ + L γ, peritektik 920 o C: L 1 γ + L 2 a monotektik 750 o C: L γ + β, a ötektik 450 o C: γ α + β, a ötektoid 300 o C: α + β μ or a peritektoid
64
65 Terazi (Kaldıraç) Kuralı Faz diagramları: Hangi sıcaklık ve bileşimde hangi fazlar var? Bu fazların bileşimi nedir? Faz diagramında, fazların oranlarını ve bileşimlerini bulmak için terazi kuralı (lever rule) kullanılır.
66 x-a b-x S S+ x bileşiminin T sıcaklığında bileşim oranları: T S% % b b x b x a a a a x b S% % 100%
67 Fazların ağırlık oranlarının hesaplanması Terazi Kuralı (Kaldıraç kuralı) Verilmiş bir malzeme bileşimi ve sıcaklık için faz diyagramlarından aşağıdaki bilgiler elde edilir: 1)Hangi fazlar mevcuttur? 2)Fazların bileşimi nedir? 3)Fazların ağırlık yüzdeleri nedir?
68 1) Sözkonusu noktada iki faz mevcuttur : α + β Alaşım düşeyi Alaşımın Sıcaklığı X Y Z X-Z :Bağ çizgisi Mesnet
69 2)Fazların bileşimi nedir? Bağ çizgisinin iki ucundan inilen düşeyler fazların bileşimlerini vermektedir : α nın bileşimi : %20 B ;%80 A β nın bileşimi : %70 B; %30 A 3)Fazların ağırlık yüzdeleri nedir? Kaldıraç kuralı ile kolaylıkla hesaplanır: Y noktasından desteklenmiş bir kaldıracın dengede olabilmesi için, x ve z noktalarına asılması gereken ağırlıkların hesaplanması gibi düşünülebilir: %α =100.b/(a + b)=100.(70-40)/(70-20) = %60 %β = 100.a/(a+b)= 100.(40-20)/(70-20) = %40
70 TERAZİ (KALDIRAÇ) KURALI İLE İLGİLİ DAHA GENİŞ AÇIKLAMA ve UYGULAMA ÖRNEKLERİ
71 Örnek Cu-40% Ni alaşımı için aşağıdaki sıcaklıklarda serbestlik derecelerini bulunuz (a) 1300 o C, (b) 1250 o C, and (c) 1200 o C. Cu - Ni faz diyagramlarında Basınç sabit olduğu için eşitlik: (1 + B = S + F) olur. (a) 1300 o C, F=1 (Sadece sıvı faz), B=2 (Cu ve Ni) Böylece; 1 + B = S + F = S + 1 S = 2
72 (b) 1250 o C, İki faz mevcut; P = 2, (Sıvı ve katı) Cu ve Ni den dolayı; C = 2: 1 + B = S + F = S + 2 S = 1 (c) 1200 o C, F = 1, sadece katı faz; B = 2, (Cu ve Ni). 1 + B = S + F = S + 1 S = 2
73 Örnek Cu-40% Ni faz diyagramında aşağıdaki sıcaklıklarda kompozisyonları bulunuz; (a) 1300 o C, (b)1270 o C, (c)1250 o C, (d)1200 o C. 40% Ni kompozisyonunda dikey çizgi çizilir; o C: Sadece sıvı faz mevcut o C: 2 Faz mevcut: Sıvı ve katı. Sıvı (S) faz 37% Ni, Katı ( ) faz 50% Ni konsantrasyonuna sahip.
74 -1250 o C: İki faz mevcut. Sıvıda (L) 32% Ni, katıda( ) 45% Ni mevcut o C: Sadece katı ( ) mevcut; 40% Ni konsantrasyonuna sahiptir.
75 100 gr ağırlığına sahip Cu-40% Ni alaşımı, 1250 o C de (a) hangi fazlara sahiptir (b) bu fazlarda ağırlığı nedir?
76 Sadece 2 faz mevcuttur: Sıvı faz (L) v katı faz ( ). x ; nın oranı olacak olursa; x L = 1 - x. Sıvının oranı x = (40-32)/(45-32) = 8/13 = 0.62 = % 62 x L = 1-x = = 0.38= % 38 fazının ağırlığı; 100 gr x 0.62 = 62 gr Sıvının ağırlığı; 100 gr x 0.38 = 38 gr.
77 Örnek Cu-40% Ni alaşımı için aşağıdaki sıcaklıklarda faz oranlarını saptayınız (a) 1300 o C, (b) 1270 o C, (c) 1250 o C, (d) 1200 o C. 1300o C: 100%L 1270o C: %L % %α %
78 1250oC: %L % 38% 62% oC: 100%
79 Örnek1 100 gr Pb-%10 Sn alaşımı için; (a)100 o C de Sn nin Pb içerisinde max çözünürlüğünü bulunuz, (b) Pb nin Sn içerisinde max çözünürlüğünü bulunuz, (c) 0 o C de ve faz miktarlarını bulunuz, (d) α ve β fazları içerisinde Sn miktarını ağırlık olarak bulunuz, (e) α ve β fazları içerisinde Pb miktarını ağırlık olarak bulunuz.
80 (a) 100 o C (Sn) nin (Pb) içerisinde çözünürlüğü % 5. (b) Pb nin Sn içerisinde max çözünürlüğünü ötektik sıcaklık olan 183 o C de gerçekleşir: Bu değer % T ötektik :183 o C 97.5% Sn 2.5% Pb 5%
81 (c) 0 o C de, α + β bölgesinde terazi kuralını uygularsak: 2% Sn a b
82 % β a 8.2% a x100 b % α % 8.2
83 2% Sn
84 (d) M (Sn) = 2% Sn 91.8 g (α) = g = g. M (Sn) = ( ) g = g. (e) M (Pb) = 98% Sn 91.8 g (α) = g = g M (Pb) = = g.
85 (c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.
86 Örnek2 Pb-Sn alaşımına ait faz diyagramı verilmektedir. Ötektik kompozisyonda faz miktarlarını hesap ediniz. (b) Fazların ağırlık miktarlarını bulunuz. (c) 200 gr ötektik alaşım için her fazda bulunan Pb ve Sn miktarlarını bulunuz.
87 (a) Ötektik alaşım Pb - % 61.9 Sn kompozisyonunda olacaktır. Bu kompozisyon için ötektik sıcaklıkta terazi kuralını uygularsak: a b % Sn 2.5% Pb
88 a b :(Pb 19% Sn) % b x a b 97.5 :(Pb 97.5% Sn) % a x a b % 54.65%
89 (b) Ötektik sıcaklığın hemen altında: M(α)= M(alaşım) % = 200 g = 90.7 g M(β)= M(alaşım) M( ) = g g = g (c) M (Sn) α = M( ) % Sn(α) = 90.7g x 0.19 = g M (Pb) = M( ) M(Sn) = 90.7 g g = g M (Pb) β = M( ) % Pb(β) = g ( ) = 2.73 g M (Sn) β = M( ) M(Pb) = g g = g
90 (c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.
91 DEMİR/KARBON veya DEMİR/SEMENTİT DİYAGRAMI
92 Fe/C ve Fe/Fe 3 C Faz diyagramı
93 Demir-Karbon faz diyagramı Diyagramın ötektik reaksiyon bölgesi
94 Fe-Fe3C sistemi Demir-Karbon alaşımları mühendislikte yaygın olarak kullanılan çelik ve dökme demir malzemelrin esasını teşkil eder. %2 nin altında karbon içeren malzemeler çelik, üstünde ise dökme demir olarak adlandırılır. Çeliklerin içyapısındaki karbon, teknikte geçerli olan soğuma hızlarında ayrı bir faz olarak değil,demir karbür (sementit) içinde bulunur. Bu nedenle yukardaki diyagram Fe-Fe3C diyagramı olarak verilmiştir. A3 Çelikler Dökme demirler A1 sıcaklığı
95 Demir Sementit Faz diyagramı Sementit; demir karbon faz diyagramında metallerarası bir bileşiktir. Pratikte Fe-C diagramında sementite kadar olan bölge önemlidir. Sementit; % 6.67 C konsantrasyonuna sahiptir. Atom ağrılıkları dikkate alındığında; Fe:56, C:12. % C(sementit) C 3xFe C 3x
96 Çelik için önemli sıcaklıklar A1 sıcaklığı: Ötektoid reaksiyon sıcaklığı A2 sıcaklığı: Küri sıcaklığı (769 o C). Bu sıcaklıkta manyetiklik kaybolur. A3 sıcaklığı: Ötektoid altı çeliklerde tam ostenit alanına geçiş sıcaklığı (C oranına bağlı olarak değişir) Acm sıcaklığı: Ötektoid üstü çeliklerde tam ostenit alanına geçiş sıcaklığı (C oranına bağlı olarak değişir)
97 A 3 A cm + A 1 +Fe 3 C +Fe 3 C
98 Perlit Ledeburit Demir Sementit Faz diyagramı +S (ostenit) +S S 1148 o C T ötektik Sementit : Fe 3 C Ferrit : Perlit : + Fe 3 C Ostenit: Delta demir: Ledeburit. T ötektoid Çelik %C: ağırlık olarak Dökme demir
99
100 Çelik ve Dökme demir Çelik (steel): %2 ye kadar C içeren demir alaşımına verilen isimdir. Dökme Demir (cast iron) : %2 oranından daha fazla C içeren demir esaslı malzemelere verilen isimdir. Pratikte C oranı en fazla % 4.3 kadar olur.
101 Çelik Çelik; %2 ye kadar C içeren demir alaşımına verilen isimdir. Otektoit çelik; % 0.8 C içeren çeliğe ötektoit çelik adı verilir. Bu kompozisyonun altındaki çeliklere ötektoit altı çelikler (C oranı < % 0.8 %), bu bileşimden daha fazla C içeren çeliklere ötektoid üstü çelikler (C oranı > % 0.8) adı verilir. C oranının %2 yi geçmesi durumunda malzeme artık çelik olarak değil, dökme demir (cast iron) olarak adlandırılır.
102 C miktarı % 0.8 %100 perlitik yapı (ötektoit çelik). C miktarı sıfıra doğru azaldıkça, perlit azalır, ferrit ( -Fe) artar. C miktarı % 0.8 in üzerinde arttıkça, perlit miktarı azalır, sementit miktarı artar.
103 Çelik Perlit: Ötektoit reaksiyon sonrası -Fe ve Fe 3 C tarafından oluşturulan özel yapıya verilen isimdir. Ötektoit yapı hakkında daha ayrıntılı bilgi geçen derste verilmişti. C miktarı % 0.8 iken (ötektoit çelik) %100 perlitik yapı elde edilir. C miktarı sıfıra doğru azaldıkça, perlit azalır, ferrit ( -Fe) artar. C miktarı %0.8 in üzerinde arttıkça, perlit miktarı azalır, sementit miktarı artar. (ferrit) taneleri (Açık renk) Sementit taneleri (Koyu renk)
104 Ötektoid altı ve Ötektoid üstü Çeliklerde Ötektoid reaksiyon
105 Perlit I II III I II III Fe 3 C Sementit Otektoit Bileşim Perlit Perlit
106 Ötektoid altı çeliğin içyapısı
107 %100 Perlit + γ +Fe 3 C + Perlit Perlit +Fe 3 C Otektoit Bileşim
108 Ötektoid çeliğin içyapısı
109 Ötektoid üstü çeliğin içyapısı
110 İçinde %1,1 C bulunan çeliğin içyapısı nasıl saptanacak? Acm A3 A1
111 Ötektoid üstü çeliğin içyapısı Perlit (Ferrit +2. sementit lamelli yapı) Sürekli sementit ağı Birinci(Primer) sementit
112
113 Dökme demir C içeriği %2 den daha fazla olan Demir-karbon alaşımıdır. Artan karbon oranı yapıyı kırılgan hale getirir. Sıvı fazdan katılaşması sırasında soğuma hızlarına bağlı olarak farklı iç yapılara sahip olabilir. Hızlı soğuma: Beyaz dökme demir. Yavaş soğuma: Kır dökme demir (ferritik, ferritik/perlitik, perlitik). Temper dökme demir: BDDin tavlanması ile. Küresel dökme demir: Mg, Ce gibi grafiti küreselleştiren alaşım elementleri katılması ile.
114 Dönüşmüş Ledeburit Ledeburit +S 1 2 Beyaz DD Ötektik reaksiyonda: Sıvı ledeburit iç yapı ( +Fe 3 C) S S+Fe 3 C Hızlı soğuma sonrası: Beyaz dökme demir oluşur. BDD: sementitin baskın olduğu sert ve gevrek bir yapıya sahiptir. 1 Sıvı 3 +Fe 3 C 2 +Fe 3 C 4 3 Ötektik öncesi Ötektik Ötektik Fe 3 C Dökme demir Ötektoit Perlit 4 Ötektik Fe 3 C
115 Beyaz Dökme demirin yapısı (Demir-Fe3C sistemi)
116 Kır dökme demir Sıvı fazdan çok yavaş soğuma ile karbon difüzyonla biraraya toplanarak lamelli bir yapı oluşturur. Soğuma hızı çok yavaş ise Ferritik DD. Biraz daha hızlı olması durumunda Ferritik-perlitik DD. Daha hızlı olması durumunda Perlitik DD. oluşur. Perlit oranı arttıkça dayanım artar. Tüm durumlarda süneklik çok kötüdür. Lamelli yapıda keskin uçların oluşturduğu çentik etkisi nedeniyle mekanik özellikler çok kötüdür. Grafit Lameller Ferritik DD Perlitik DD Ferritik-Perlitik DD Perlit Artan Soğuma Hızı
117 Grafitin dayanımı Demirin yanında ihmal edilebilecek kadar küçüktür. Dolayısıyla grafit bölgeler boşluk gibi davranır. Bir de keskin köşelerin oluşturduğu çentik etkisi ilave olunca yapı çok gevrek-kırılgan davranır. Dolayısı ile kır DD ler genelde basıya karşı zorlanan parçalarda kullanılır. Çekme zorlanmaları olan yerlerde kullanılmaz. Lameller
118 Kır Dökme demirin yapısı(fe-karbon sistemi)
119 Temper Dökme Demir (TDD) Temper DD: Hızlı soğuma ile elde edilen Beyaz dökme demir yaklaşık 950 o C de uzun süre (48 saat) tavlanır ve sementit yapı içerisindeki kararsız karbon bir araya toplanarak temper grafiti denilen topak halinde yapılar meydana getirir. Bu yapıda süneklik %10 a kadar artabilir. Soğuma hızına göre Ferritik TDD, Ferritik-perlitik TDD ve Perlitik TDD şeklinde 3 farklı TDD elde edilebilir. Temper grafiti Ferritik TDD Perlitik TDD Ferritik-Perlitik TDD Artan Soğuma Hızı Perlit
120 Temper ve Küresel grafitli DD Lamellerin mekanik özelliklere olumsuz etkisini ortadan kaldırmak amacıyla grafitlerdeki keskin kenarlar ortadan kaldırmak amacıyla bazı işlemlere tabi tutulur. Demirin dayanımı yanında grafitinki ihmal edilebilecek kadar küçüktür. Dolayısıyla grafit bölgeler daha çok iç boşluk gibi davranır. Birde lamellerin köşelerindeki keskin kenarların oluşturduğu çentik etkisi ilave olunca yapı çok gevrek-kırılgan davranır. Dolayısı ile DD ler genelde basıya karşı zorlanan parçalarda kullanılır. Çekme zorlanmaları olan yerlerde kullanılmaz.
121 Ferritik TDD Temper grafiti Perlitik TDD Ferritik-Perlitik TDD Artan Soğuma Hızı Perlit
122 Küresel Dökme Demir (KDD) Eriyik DD içerisine Mg ve Sb gibi grafitleri küreselleştiren alaşım elementleri katılır. Bu şekilde oluşan grafitler küresel şekillidir ve süneklik %20 lere kadar artar. Soğuma hızına göre Ferritik KDD, Ferritik-perlitik KDD ve Perlitik KDD şeklinde 3 farklı KDD elde edilebilir. Küresel grafit Perlitik KDD Ferritik KDD Ferritik-Perlitik KDD Perlit Artan Soğuma Hızı
123
124 Uygulama (a) White cast iron prior to heat treatment. (b) Ferritic malleable iron with graphite nodules and small MnS inclusions. (c) Pearlitic malleable iron drawn to produce a tempered martensite matrix. (d) Annealed ferritic ductile (nodular) iron. (e) As-cast ferritic-pearlitic ductile iron. (f) Normalized pearlitic ductile iron.
125 FAZ KİNETİĞİ VE ISIL İŞLEMLER
126 Isıl işlemler: Faz Dönüşümleri Şu ana kadar yavaş soğuma hızlarında elde edilebilecek iç yapılar görüldü. Gerçek uygulamalarda soğuma hızlarının kontrolü ile farklı iç yapılar elde etmek mümkündür. Bu sayede mikro yapı ve mekanik özellikler ayarlanabilir. Isıl İşlemler: Malzemelerin iç yapılarını ve bunlara bağlı olarak özelliklerini ayarlamak amacıyla yapılan kontrollü ısıtma ve soğutma işlemleridir. Şu ana kadar incelenen faz diyagramları yavaş soğumada dengede olan fazlara göre hazırlanmıştır. Isıl İşlemler, malzemelerin zamana bağlı faz dönüşümlerinin bilinmesi ile uygulanabilirlik kazanır.
127 elde edilir. Böylece kararlı yapılar
128 Bunlara kararsız yapılar adı verilir.
129 sıcaklıklarda faz dönüşüm süresi çok fazla iken, belirli bir sıcaklık aralığında bu dönüşüm daha kısa zamanda oluşmaktadır.bu nedenle eğrinin ortasında bir burun oluşmaktadır.bu eğrinin şekli neden böyledir? Sıcaklık yandaki Bu eğrinin şeklinin neden böyle olduğu daha sonra açıklanacak
130 Zaman-Sıcaklık Dönüşüm diagramları Sınır: Dönüşümün tamamlanması Birbiri içerisinde hiç çözünmeyen elementler için faz diagramı. Faz diagramında TA nın altındaki sıcaklıklarda A katısının oluşacağı bilinebilir. Fakat dönüşüm süreleri bilinemez. Soğuma hızlarına bağlı olarak ne tür katıların oluşacağı Zaman-Sıcaklık Dönüşüm (ZSD) (TTT-Time Temperature Transformation) diagramları ile verilir
131 Faz dönüşümü hızı 1-Sıvı içinde önce katı çekirdekleri oluşur. 2-Daha sonra bu çekirdekler büyür ve tüm sıvının yerini alır(katılaşma tamamlanır) Sıvı Katı Kristal çekirdeği Kristal büyümesi Katılaşmada çekirdeklenme ve büyüme aşamaları
132 Çekirdeklenme/Büyüme Yüksek sıcaklıklarda ve düşük sıcaklıklarda dönüşüm süreleri düşük. Hızlı dönüşümün gerçekleştiği bir sıcaklık aralığı mevcut (Burun bölgesi) Belli sıcaklığın altında dönüşüm gerçekleşmez. Sıvı Katı Çekirdeklenme Büyüme Katı oluşumu 2 aşamada olur. Çekirdeklenme (nucleation) Büyüme (Growth) Çekirdeklenmede: atomlar bir araya gelerek çekirdekleri oluştururlar. Daha sonra belli bir boyutun (kritik çap) üzerinde olan çekirdekler büyürler. Diğerleri çözünür yok olur.
133 Net enerji değişimi Çekirdeklenme(Katılaşma ) olurken sistemin hacım enerjisi(δg h ) azalır. Katılaşma(düzen) enerji azalmasına neden olur.(bu çekirdeğin büyümesini teşvik eder). Buna karşılık yeni sıvı-katı ara yüzeyi yaratıldığından sisteme yeni bir yüzey enerjisi(γ) katılır.bu enerji artışı ise ise çekirdeğin büyümesini engeller. Kritik r c yarıçapına ulaşmış çekirdekler büyür,diğerleri dağılır yok olurlar. Yarı çapı r c olan çekirdeklere kararlı çekirdek adı verilir. Yüzey enerjisi artması 4π.r 2.γ Net enerji değişimi : ΔG T = 4π.r 2.γ + (4/3).π. r 3.ΔGh r c = -2γ/ΔG h Hacım enerjisi azalması (4/3).π. r 3.ΔG h
134 Çekirdeklenme hızı Sıcaklık, faz diyagramındaki likidüs sıcaklığının altına düştüğünde,atomlar katı faza ait kristali oluşturmak isterler. Bu istek sıcaklık düştükçe artar ve bu nedenle sıvı fazda birim zamanda oluşan çekirdek sayısı artar.öte yandan düşük sıcaklıklarda çekirdeklerin oluşması için gerekli atom hareketliliği(yayınma) hızı düşüktür.yani çekirdek oluşması için gerekli yayınma katkısı yüksek sıcaklıklarda fazla, düşük sıcaklıklarda azdır. Sıcaklık Erime sıcaklığı Yayınmanın katkısı(atomların bir araya gelmesi) r r c olan çekirdekler için net çekirdeklenme hızı (iki eğrinin çarpımı) Sıvı fazın dengesizliğinin katkısı (Çekirdek sayısında artma eğilimi) Birim zamanda oluşan çekirdek sayısı Çekirdeklenme hızı (Kararlı çekirdekler için)
135 Büyüme ve Dönüşüm hızı Büyüme: Tamamen yayınmanın etkisinde çekirdeklerin büyümesi şeklinde olur. Dönüşüm hızı; çekirdeklenme ve büyüme hızlarının çarpımıdır. Oluşan r c yarıçaplı çekirdeklerin büyümesi için de atomların yayınması gerekir ve bu çekirdeklerin büyüme hızı yüksek sıcaklıklarda daha yüksek tir(g eğrisi). Toplam faz dönüşüm hızı çekirdeklenme hızı ve çekirdeklerin büyüme hızı eğrilerinin çarpımına eşittir. Dönüşümün tamamlanması için gereken süre, dönüşüm hızıyla ters orantılıdır. Dolayısıyla sıcaklık-zaman eğrisi sıcaklık- hız eğrisine benzer karakterde fakat tam ters şekilde olacaktır. G; Büyüme hızı H; Toplam dönüşüm hızı H G C e Q RT N; Çekirdeklenme hızı Hız H N x G
136 Bir önceki eğrinin apsisi olarak hız yerine zaman(dönüşüm zamanı) alınırsa aşağıdaki eğri ya da ilk verilen eğri elde edilir. Dönüşüm başlaması ve tamamlanması, belli bir zaman aralığında gerçekleşecektir. Bu nedenle dönüşüm; dönüşüm başlangıcını ve sona ermesini ifade eden iki çizgini arasında gerçekleşir Zaman Sıcaklık Dönüşüm (ZSD) diyagramı Time Temperature Transformation (TTT) Curve Bu diyagrama izotermal dönüşüm (Sabit sıcaklıkta dönüşüm)diyagramı adı da verilir. Sıcaklık Dönüşüm başlar T1 t1 Dönüşüm tamamlanır Tamamlanmış dönüşüm yüzdesi İlk gösterilen eğri Zaman, t(logaritmik skala)
137 Ötektoid çelikte ZSD(TTT),İzotermal dönüşüm diyagramı Sertlik artar Kaba perlit: Lamel(levhalı) yapı; levhalar arası mesafe(serbast ferrit yolu) büyük İnce perlit : Lamelli (levhalı) yapı;levhalar arası mesafe(serbest ferrit yolu) küçük Beynit :Yapı levhalı değil ferrit ve sementitin ince bir karışımı Kaba perlit İnce perlit Beynit
138 Dengesiz ostenit T T m Ostenit Kaba perlit İnce Perlit Üst Beynit Sertlik t (logaritmik skala) Alt Beynit Reaksiyon Başlamamış Sürüyor Tamamlanmış
139 Soğuma hızı T Soğuma hızı= ΔT t t (logaritmik skala)
140 Soğuma hızı
141 Perlitin oluşumu
142 Perlit: Ferrit ve sementitin levhalı yapısı Beynit : Ferrit ve sementitin ince bir karışımı
143
144 Faz dönüşümleri Faz dönüşümlerini ikiye ayrılır: 1. Yayınmalı dönüşümler: 2. Yayınmasız dönüşümler:
145 Faz dönüşümleri 1. Yayınmalı dönüşümler: Atomlar, en kararlı halin (min.enerji) gerektirdiği fazları oluşturmada yeterli süreye sahiptirler. Bu fazlar, faz diyagramlarında yer alan fazlardır. a) Kaba perlit (coarse pearlite) b) İnce perlit (fine pearlite) c) Üst beynit (upper bainite) d) Alt beynit (lower bainite)
146 2. Yayınmasız dönüşümler: Atomlar düşük enerjili kararlı fazları oluşturacak yeterli sürelere sahip değillerdir. Bu nedenle faz diyagramlarında rastlanmayan yarı kararlı veya kararsız fazlar oluştururlar. * Martenzit
147 1. Yayınmalı dönüşümler:
148 Yayınmalı dönüşüm 1a: Perlit Kaba Perlit (coarse pearlite): Tabakalar (lameller) halinde dizilmiş iri ve Fe 3 C fazlarından oluşur. Nispeten yumuşaktır. Yüksek dönüşüm sıcaklıklarında oluşmaktadır, dolayısıyla çekirdeklenmesi yavaş büyümesi ise hızlı olarak gerçekleşir. (Ferrit) Fe 3 C
149 Yayınmalı dönüşüm 1b: Perlit İnce Perlit (fine pearlite): İnce ve Fe 3 C tabakalarının (lamellerin) istiflenmesi ile oluşan yapıdır. Daha serttir. Düşük sıcaklıklarda dönüşüm sonucu oluşur (çekirdeklenme hızı yüksek). Kaba yapıta göre daha serttir. (Ferrit) Açık renk Fe 3 C
150 Yayınmalı dönüşüm 2a: Beynit Üst Beynit (Upper bainite): Ferrit matris içinde dağılmış sementit tanelerinden ibarettir. Düşük dönüşüm sıcaklıklarında oluştuğundan tabakalı yapı oluşturulamaz. Perlitle aynı kimyasal bileşime sahip fakat daha serttir. (Ferrit) Matris Fe 3 C
151 Yayınmalı dönüşüm 2b: Beynit Alt Beynit (lower bainite): Dönüşüm sıcaklıkları daha da düşüktür. Böylece büyüme imkanı bulamamış ve ferrit içine dağılmış çok ince ve sık dağılımlı sementit taneleri oluşur. Ancak elektron mikroskopunda görülebilir. Çok daha sert bir yapıdır. (Ferrit) Açık renk Fe 3 C Koyu tanecikler
152 Dengesiz ostenit T Ötektoit Çelik Ostenit + +Fe 3 C Kaba perlit İnce Perlit Üst Beynit +Fe 3 C Alt Beynit M s M f Martenzit t (logaritmik skala)
153 Dengesiz ostenit Ötektoit altı çelik T Ostenit + +Fe 3 C İnce Perlit Kaba perlit Üst Beynit Alt Beynit +Fe 3 C Martenzit t (logaritmik skala)
154 Dengesiz ostenit T Ötektoit üstü çelik Ostenit + +Fe 3 C İnce Perlit Kaba perlit Üst Beynit +Fe 3 C Alt Beynit M s M f Martenzit t (logaritmik skala)
155 2. Yayınmasız dönüşüm:
156 Kritik soğuma hızı Yayınmalı veya yayınması dönüşüm olacağını belirleyen parametre soğuma hızıdır. Soğumanın kritik bir hızın üzerinde olması durumunda ostenit martenzite dönüşür. Daha yavaş soğuma hızlarında yayınma gerçekleşir ve soğuma hızına bağla olarak yayınma perlit veya beynit oluşabilir. Kritik soğuma hızı
157 Yayınmasız dönüşüm: Martenzit Kararlı fazların oluşması için gereken yayınmanın olmaması durumlarında dönüşüm kararsız olarak gerçekleşir. Bu değişim yayınmasız olmasından dolayı zamandan bağımsızdır ve iki yatay çizgi şeklinde gösterilir. Soğumanın kritik bir hızın üzerinde olması durumunda ostenit faz martenzit faza dönüşür. İğnemsi yapı (Optik mikroskopta Martenzit başlangıç sıcaklığı Martenzit bitiş sıcaklığı
158 Martenzit Fakat hızlı soğumada C, yayınma (difüzyon) için zaman bulamaz ve ferrit içerisinde hapis olur. Yayınamayan C atomları hacim merkezli kübik yapıyı gererek hacim merkezli tetragonal yapıya dönüşmesine sebep olur. Bu yapıya martenzit adı verilir. Çok serttir ve iğnemsi bir görünüşe sahiptir.
159 Yayınmasız dönüşümler-martenzitik yapılar HMK Ostenit ( ) YMK ferrit(α) allotropik dönüşümü yavaş soğumada karbon atomunun kafesten yayınması sonucu kolaylıkla oluşur.ancak hızlı soğumada C kafesten yayınamadan kafes soğur ve C yayınamadan kafeste hapsolur ve HMK α kafesini zorlar ve HM Tetrogonal hale getirir.bu nedenle Kafeste iç gerilmeler de doğar. Bu olay aniden olur yani YMK Ostenit kafesi yayınmasızdır. HMT kafes Fe Martenzitin kafesi HM Tetrogonal C c/a = Tetrogonalite DİKKAT: Çelikte Karbon içeriği arttıça c/a artar, buna bağlı olarak sertlik artar
160 Martenzitin iğneli iç yapısı (İçinde çözebileceği miktardan daha fazla karbon bulunduran,bu nedenle kararsız ve iç gerilmeli olan ferrit yapısı) - α adı da verilir. Kararsız yapı
161 TTT Diagrams Sürekli soğutma eğrisi boyunca dönüşüm İzotermal eğri boyunca dönüşüm Isothermal annealing for fully pearlitic structure. Ferrite + Perlite for hypoeutectoid steels or Perlite + Cementite for hypereutectoid steels ZSD diyagramları üzerinde iki ayrı soğutma yöntemi ve bunları temsil eden eğriler uygulanarak dönüşüm gerçekleştirilebilir. 1. Sürekli soğuma ile dönüşüm (Continuous cooling curve) 2. İzotermal soğuma ile dönüşüm (isothermal curve)
162 İzotermal dönüşüm için Sürekli soğuma için eğri İzotermal dönüşüm için ZSD eğrisi, özellikle yüksek sıcaklıklarda bir miktar sola doğru kayar. Bunun nedeni sürekli soğumada ısıl aktivasyon azalan sıcaklıkla sürekli azalacak olmasıdır. Bu durum atom hareketlerinin yavaşlaması ve dönüş için gereken sürenin artmasıyla sonuçlanır. Öte yandan yüksek sıcaklıklarda ki izotermal dönüşüm de dönüşüm sırasında ısıl aktivasyon sürekli etkin kalacaktır.
163 Su verme (Quenching) Amaç tamamen martenzitik bir yapı (%100) (very hard but brittle) elde etmektir. Bu amaçla önce çelik ostenit bölgesinde en az 1 saat ısıtılır: Ötektoid altı çelikler için: A o C Ötektoid üstü çelikler için: Acm o C Daha sonra, Mf in altındaki sıcaklıklara, kritik soğuma hızlarının üzerindeki değerlerde hızlı soğutma yapılırsa yapı tamamen martenzite dönüşür (quenching). Su verme çeliğin ostenit bölgeden kritik soğuma sıcaklıklarının üzerindeki hızlarda ani olarak soğutulması işlemidir. Eğer Mf in altındaki sıcaklıklara ani soğutma söz konusu ise yapı tamamen martenzite dönüşür. Aksi halde ani soğutma sırasında eğer ZDS eğrileri kesilmiyorsa yapı dengesiz ostenit halinde bulunuz.
164 A cm A 3 + +Fe 3 C A 1 +Fe 3 C Critical Cooling rate.
165 Çeliğe ait ısıl işlemler 1. Sürekli soğuma ile uygulanan ısıl işlemler Tavlama (Yumuşak Hale Getirme) Normalizasyon Temperleme Martemperleme 2. İzotermal dönüşüm ile uygulanan ısıl işlemler Ostemperleme İzotermal tavlama
166 Tavlama(Annealing) Yapıyı en yumuşak hale getirme Çelikte, en yumuşak durumu elde etmek amacıyla uygulanan ısıl işlemdir. Bu işlemde amaç, tamamen kaba perlite dönüştürmektir. Kaba taneli yapı ostenit bölgesinden fırın içerisinde kontrollü olarak soğutma ile elde edilebilir.
167 Normalizasyon (Normalization) İç yapıda ince taneli perlit oluşturarak dayanım ve tokluk artışını birlikte sağlamak amacıyla (çeliklere) uygulanır. İnce taneli yapı, ostenit bölgesinden havada soğutma ile elde edilebilir.
168 Kritik soğuma hızı Yumuşatma Tavı Normalizasyon Su Verme Martenzit Perlit + Martenzit İnce perlit Ms Mf Kaba perlit
169 ISIL İŞLEMLER Alaşımsız çeliklere (bazı metal ve metal alaşımlarına da) tatbik edilebilen ısıl işlemler: Katı haldeki metal ve alaşımlara belirli özellikler (istenilen) kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan kontrollü ısıtma ve soğutma işlemleridir.
170 Sertleşebilirlik (Sertleşme kabiliyeti) (hardenability) Çeliklerde soğuma hızı (su verme-quenching) arttıkça, sertlik artar. Parçalar kalınlık arttıkça, iç kısımlar martenzit oluşumu için gereken kritik soğuma hızlarına ulaşılamayabilir. Sadece kritik soğuma hızından daha yüksek hızlarda soğuyan bölgelerde martenzit oluşur. Bu nedenle iç ve dış kısımlarda önemli sertlik farkları olabilir. Sertleşme kabiliyeti, malzemenin sertleştirme işlemi esnasında ne kadar derine sertleşebildiğinin gösteren bir kavramdır.
171 C oranı düştükçe burun sola kayar ve belli bir değerde martenzit oluşumu için gereken hıza pratik olarak ulaşmak mümkün olmaz. Pratikte %0.25 tan az olan çeliklere su verilmez. Çünkü, orta kısımları hale yumuşak kalma problemi yaşanır. Büyük parçaların orta kısımlarının dahi sertleşebilmesi için çeliğin kritik soğuma hızının düşürülmesi diğer bir değişle eğrinin sağa doğru kaydırılması gerekir. Bu, çeliğin Cr, Mo, V vs, gibi alaşım elementleri ile alaşımlandırılması sonucu sağlanabilir.
172 Jominy deneyi Sertleşme kabiliyeti Jominy deneyi ile ölçülür. Ostenit sıcaklığına kadar ısıtılan numune bir ucundan soğuk su ile soğutulur. Ucundan itibaren soğuma hızı mesafeye bağlı olarak azalır. Numune, uç kısmından itibaren sertlik değerleri ölçülür.
173 Jominy numunesi Su
174 Soğuma hızı Soğuma hızı-mesafe değişimi 0 Jominy mesafesi (Su verilen uçtan mesafe)
175 Rockwell sertliği Jominy mesafesi (Su verilen uçtan mesafe)
176 Rockwell sertliği İdeal durum Sertleşebilirlik Jominy mesafesi (1/16 inch) Mesafeye bağlı olarak sertlik değerinde azalma görülür. Mesafenin artması ile yüksek sertlik değerleri gösteren malzemelerin sertleşme kabiliyetleri daha iyidir. Soğuma hızı çok arttırıldığında ise çatlama riski doğar. Bu nedenle Cr, Mo, V, gibi bazı alaşım elementleri katılarak sertleşebilme kabiliyetleri arttırılır. En iyi sertleşebilirliği 4340 göstermektedir.
177 Su vermede çatlak oluşumu Yapıda %100 martenzit oluşturmak ostenit bölgesinden kritik soğuma hızı değerinden daha hızlı olarak soğutulması. Yüzey ve iç bölgelerdeki yüksek sıcaklık farkı oluşur. Daha soğuk olan yüzey kendini çeker fakat halen sıcak olan iç bölgeler daha hala yüksek hacme sahiptir. Bu nedenle yüzeyde çekme gerilmeleri oluşur. Çarpılma veya çatlama/kırılmalar meydana gelebilir. Eğer...ise çatlamalar ve kırılmalar olur.
179 Martemperleme (Martempering) T yüzey merkez Temperleme sıcaklığı (Beynit oluşum sıc. girilmeden) t (logaritmik skala) Martenzit oluşumu sırasında çatlama ve kırılma risklerini azaltmak amacıyla ostenit bölgesinden martenzit başlangıç sıcaklığının hemen üzerinde ani olarak soğutulur. Bu sıcaklıkta iç ve yüzey sıcaklıkları eşitlenecek ve beynit oluşum sıcaklığına girmeyecek şekilde bekletilir ve sonra tekrar su verilir.
180 Martenzit: Genel kültür (a) Lath martensite in low-carbon steel ( 80). (b) Plate martensite in high-carbon steel ( 400). Tempered martensite in steel ( 500).
181 Temperleme Temperleme sırasında, ısıl aktivasyon ile yarı kararlı martenzit içerisinde sıkışmış bulunan C atomları kafesi terketmeye başlar ve yapı ince dağılımlı ferrit-sementitten oluşan daha kararlı bir yapıya dönüşür. Böylece, kafes çarpılması ve dislokasyon yoğunluğu azalır ve yapı yumuşar. Yapıda tavlama sıcaklığına ve süresine bağlı olarak sertlikte azalma yani yumuşama olur. Bu değişim parametrelerin kontrolü ile kontrol edilebilir. Dolayısıyla çeliğin sertliği istenilen değerlere ayarlanabilir. Temperleme ile su vererek elde edilen gevrek ve yüksek dayanımlı yapı, daha düşük dayanımlı ve yüksek toklukta malzemeye dönüştürülebilir.
182 Sertlik Havada Suda Yağda Sıcaklık ( o C) Bazı alaşım elementleri ikincil temper sertleşmesine sebep olabilirler. Sebebi belirli sıcaklıkta karbürlerin çökelmesidir.
183 Menevişleme (Temperleme) T merkez yüzey Temperleme sıcaklığı Kırılgan Martenzit iç yapının, daha tok ve hala yüksek dayanımlı iç yapıya dönüştürülmesi ısıl işlemidir. Ostenit sıcaklıktan su verilen iç yapıda martenzitler oluşur. Daha sonra bu malzeme temper sıcaklığına ısıtılarak martenzit temper yapıya yani ince taneli ferritik-perlitik bir yapı dönüştürülür. t (logaritmik skala)
184 MARTEMPERLEME ile MENEVİŞLEME arasında Isıl İşlem birbirine benzemekle beraber iç yapı ve buna bağlı olarak Mekanik Özellikler farklıdır. MARTEMPERLEME: % 100 Martenzit Yapılır ve Beynitik sıcaklık derecesine çıkmadan ısıtılır. İç yapı da % 100 Martenzit kalır ama Martenzit iğneleri formunu yumuşatır Sertlik biraz düşer. MENEVİŞLEME (ISLAH ETME): Beynitik sıcaklığa çıkılı biraz beklenir. Martenzit yapının bir kısmı Beynitik yapıya dönüşür. Yapıda Martenziy ve Beynit bulunur. Yapı sertl,ikten kaybeder ancak tokluk kazanır.
185 Ostemperleme (Austempering) Yapıyı % 100 Beynitik hale getirme T yüzey merkez t (logaritmik skala) Yapının %100 alt beynite dönüştürülmesi için yapılan ısıl işlemdir. Ostenit sıcaklığına ısıtılan malzeme martenzit oluşum sıcaklığının üzerinde bir sıcaklığa su verilir. Daha sonra yeterince uzun süre bekletileren dengesiz ostenit %100 beynite dönüştürülür.
MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MALZEME BİLİMİ Demir, Çelik ve Dökme Demir Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR DEMİR KARBON FAZ DİYAGRAMI Saf demire teknolojik özellik kazandıran
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
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
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
Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği Faz dönüşümleri 1. Basit ve yayınma esaslı dönüşümler: Faz sayısını ve fazların kimyasal bileşimini değiştirmeyen basit ve yayınma esaslı ölçümler.
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
FAZ ve DENGE DİYAGRAMLARI FAZ KAVRAMI Kristal yapılı malzemelerin içyapılarında homojen ve belirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adı verilir. Bileşen deyimi, çoğunlukla alaşımı oluşturan saf
Isıl İşlem Isıl İşlem Isıl işlem, metal veya alaşımlarına istenen özellikleri kazandırmak amacıyla katı halde uygulanan kontrollü ısıtma ve soğutma işlemleri olarak tanımlanır. Çeliğe uygulanan temel ısıl
Faz ( denge) diyagramları İki elementin birbirleriyle karıştırılması sonucunda, toplam iç enerji mimimum olacak şekilde yeni atom düzenleri meydana gelir. Fazlar, İç enerjinin minimum olmasını sağlayacak
ÇELİKLERİN ISIL İŞLEMLERİ (Devamı) c a a A) Ön ve arka yüzey Fe- atomları gösterilmemiştir) B) (Tetragonal) martenzit kafesi a = b c) Şekil-2) YMK yapılı -yan yana bulunan- iki γ- Fe kristali içerisinde,
VĠZE II ye HAZIRLIK Tüm Konuları Kapsamaz (Aralık 2011) PROBLEM: Aşağıda verilenlere göre, şekildeki çubuğa benzer bir durum için maksimum gerilmeyi hesaplayınız? F = 90 000 N; r = 2,5 mm; b = 25 mm; t
Faz Dönüşümleri ve Faz (Denge) Diyagramları 1. Giriş Bir cisim bağ kuvvetleri etkisi altında en düşük enerjili denge konumunda bulunan atomlar grubundan oluşur. Koşullar değişirse enerji içeriği değişir,
MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER Malzemelerin mekanik özelliği başlıca kimyasal bileşime ve içyapıya bağlıdır. Malzemelerin içyapısı da uygulanan mekanik ve ısıl işlemlere bağlı olduğundan malzemelerin
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
Isıl işlemler 1 ISIL İŞLEM Katı haldeki metal ve alaşımlara, belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan ısıtma ve soğutma işlemleridir. Bütün
1. DENEYİN AMACI: Bu deney ile incelenen çelik alaşımın su verme davranışı belirlenmektedir. Bunlardan ilki su verme sonrası elde edilebilecek maksimum sertlik değeri olup, ikincisi ise sertleşme derinliğidir
DENEYİN ADI: Çeliklerin Isıl İşlemi AMACI: Çeliklerde ısıl işlem yoluyla mikroyapı ve mekanik özelliklerin değişiminin öğretilmesi. TEORİK BİLGİ: Metal ve alaşımlarının, faz diyagramlarına bağlı olarak
BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI I DERSİ ISIL İŞLEM (NORMALİZASYON, SU VERME, MENEVİŞLEME) DENEY FÖYÜ DENEYİN ADI: Isıl İşlem(Normalizasyon,
3. MALZEME PROFİLLERİ (MATERİALS PROFİLES) 3.1. METAL VE ALAŞIMLAR Karbon çelikleri (carbon steels) Çelik, bileşiminde maksimum %2 C içeren demir karbon alaşımı olarak tanımlanabilir. Karbon çeliğin en
DENGE DİYAGRAMLARI Fiziksel özellikler nelerdir? Mekanik Elektriksel Termal Manyetik Optik Malzemeler neden farklı özellikler gösterirler? Özellikler Fiziksel Kimyasal Bahsi gecen yapısal etkenlerden elektron
Bir cismin içinde mevcut olan veya sonradan oluşan bir çatlağın, cisme uygulanan gerilmelerin etkisi altında, ilerleyerek cismi iki veya daha çok parçaya ayırmasına "kırılma" adı verilir. KIRILMA ÇEŞİTLERİ
MALZEME BİLGİSİ Dr.- Ing. Rahmi ÜNAL Konu: Katı Eriyikler 1 Giriş Endüstriyel metaller çoğunlukla birden fazla tür eleman içerirler, çok azı arı halde kullanılır. Arı metallerin yüksek iletkenlik, korozyona
TOKLUK VE KIRILMA Doç.Dr.Salim ŞAHĠN TOKLUK Tokluk bir malzemenin kırılmadan önce sönümlediği enerjinin bir ölçüsüdür. Bir malzemenin kırılmadan bir darbeye dayanması yeteneği söz konusu olduğunda önem
ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM 1. Giriş Malzemelerde üretim ve uygulama sırasında görülen katılaşma, çökelme, yeniden kristalleşme, tane büyümesi gibi olaylar ile kaynak, lehim, sementasyon gibi işlemler
ÇELİĞİN ISIL İŞLEMLERİ Isıl İşlem Isıl işlem; bir malzemenin özelliklerini ve/veya içyapısını değiştirmek amacıyla, o malzemeye belli bir sıcaklık-zaman programı dahilinde uygulanan bir ısıtma ve soğutma
SERTLEŞTİRME Amaç: Takım çeliklerin mümkün olan en yüksek sertlik derecesine ve aşınma mukavemetine sahip olması istenir. Bu arada soğuk şekil değiştirme kabiliyeti kaybolur ve süneklik çok düşer Uygulama:
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
ALUMİNYUM ALA IMLARI ALUMİNYUM VE ALA IMLARI Alüminyum ve alüminyum alaşımları en çok kullanılan demir dışı metaldir. Aluminyum alaşımları:alaşımlama (Cu, Mg, Si, Mn,Zn ve Li) ile dayanımları artırılır.
1 DENEY NO ISIL İŞLEM-1 : NORMALİZASYON, SU VERME VE MENEVİŞLEME, JOMİNY UÇTAN SU VERME DENEYİ 1 Prof. Dr. Cuma BİNDAL - Prof. Dr. S. Cem OKUMUŞ - Doç. Dr. İbrahim ÖZBEK Araş. Gör. İbrahim ALTINSOY Deney
BÖLÜM 4 KAYNAK METALURJİSİ Kaynakta Oluşan Metalurjik Bölgeler Kaynakta Oluşan Metalurjik Bölgeler Kaynak Metalinin Katılaşması Kaynak Metalinin Katılaşması Kaynak Metalinin Katılaşması Tek pasoda yapılmış
Doç.Dr.Salim ŞAHİN SÜRÜNME SÜRÜNME Malzemelerin yüksek sıcaklıkta sabit bir yük altında (hatta kendi ağırlıkları ile bile) zamanla kalıcı plastik şekil değiştirmesine sürünme denir. Sürünme her ne kadar
Paslanmaz Çelik Gövde Yalıtım Sargısı Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot Katalizör Yüzey Tabakası Egzoz Gazları: Hidrokarbonlar Karbon Monoksit Azot Oksitleri Bu bölüme kadar, açıkça ifade edilmese
Faz Diyagramları Ergime ve katılaşma Bir malzemenin eritilmesi ve katılaşması sırasında meydana gelen olayları bilerek bizler amacımıza uygun malzemeler elde edebiliriz. Bunun için erime ve katılaşma sırasında
1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları Sol üstte yüzey seftleştirme işlemi uygulanmış bir çelik
Demir Karbon Denge Diyagramı Saf Demirin Soğuma ve Isınma Eğrileri 769 C Curie noktasıdır. Bu sıcaklığın altında Fe manyetik özellik gösterir. 1 Fe-C Denge Diyagramı Fe-C Denge Diyagramı 2 Fe-C Denge Diyagramı
Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN Kristalleşme ve kusurlar Kristal Yapılar İçerik Kristalleşme Kristal yapı kusurları Noktasal kusurlar Çizgisel kusurlar Düzlemsel kusurlar Kütlesel kusurlar Katı
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
Yüzey Sertleştirme 1 Yüzey sertleştirme Sünek yapıya sahip çeliklerden imal edilmiş makine parçalarında sert ve aşınmaya dayanıklı bir yüzey istenir. Örneğin yatak muylusu, kavrama tırnağı ve diğer temas
Paslanmaz Çeliklerin Kaynak İşlemi Esnasında Karşılaşılan Problemler ve Alınması Gereken Önlemler Paslanmaz çeliklerin kaynak işlemi esnasında karşılaşılan ve kaynak kabiliyetini etkileyen problemler şunlardır:
6. BEYAZ ve YÜKSEK ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLER Gri dökme demirlerin özellikleri; kimyasal bileşimlerinin değiştirilmesi veya kalıp içindeki soğuma hızlarının değiştirilmesiyle, büyük oranda farklılıklar kazanabilir.
MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ Bölüm 12 Demir Alaşımları 1 Hedef Isıl işlem ve alaşımlama ile ötektoid reaksiyonun çeliğin yapı ve özelliklerini nasıl kontrol edileceğini öğrenmek İki özel demir alaşım
METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010 WEBSİTE www2.aku.edu.tr/~hitit Dersler İÇERİK Metalik Malzemelerin Genel Karakteristiklerİ Denge diyagramları Ergitme ve döküm Dökme demir ve çelikler
BÖLÜM 3a:MÜHENDİSLİK ALAŞIMLARINDA YAPI-ÖZELLİK-ISIL İŞLEM İLİŞKİLERİ Metaller ve alaşımlar faydalı bir çok mühendislik m özelliklerine sahip olduklarından mühendislik m tasarımlar mlarında yaygın kullanım
1. Basma Deneyinin Amacı Mühendislik malzemelerinin çoğu, uygulanan gerilmeler altında biçimlerini kalıcı olarak değiştirirler, yani plastik şekil değişimine uğrarlar. Bu malzemelerin hangi koşullar altında
Çeliklere uygulanan ısıl işlemler Sertleştirme amaçlı Sertleştirme amaçlı değil Kütlesel sertleştirme Su verme+temperleme Ostemperleme Martemperleme Yüzey sertleştirme Yüzey bileşimini değiştirmeden Yüzey
. TEKNİK SEÇİMLİ DERS I TOZ METALURJİSİ Prof.Dr. Muzaffer ZEREN SİNTERLEME Sinterleme, partiküllerarası birleşmeyi oluşturan ısıl prosestir; aynı zamanda ham konumda gözlenen özellikler artırılır. . Sinterlemenin
METALLERİN TEMEL MEKANİK ÖZELLİKLERİ Malzemelerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi: İkizlenme mekanizması Kaymanın zor olduğu deformasyon şartlarında mesela, yüksek deformasyon hızları ve düşük deformasyon
BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri Dislokasyonlar ve Güçlendirme Mekanizmaları Bölüm - 2 Dr. Ersin Emre Ören Biyomedikal Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü TOBB Ekonomi
YAPI ÇELİKLERİNİN KAYNAKLANABİLİRLİĞİ Murat VURAL(*), Filiz PİROĞLU(**), Özden B. ÇAĞLAYAN(**), Erdoğan UZGİDER(**) Bu yazıda, çelik yapı tasarım ve imalatında çok büyük önem taşıyan kaynaklanabilirlik
Çeliklere Uygulanan Yüzey Sertleştirme İşlemleri Bazı uygulamalarda kullanılan çelik parçaların hem aşınma dirençlerinin, hem de darbe dayanımlarının yüksek olması istenir. Bunun için parçaların yüzeylerinin
MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 10 Yüksek mukavemetli yapı çelikleri Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 20132014 Güz Yarıyılı Genel yapı çelikleri esasta düşük ve/veya orta karbonlu çelik olup
BÖHLER W360 ISOBLOC ılık veya sıcak dövme kalıpları ve zımbaları için geliştirilmiş bir takım çeliğidir. Sertlik ve tokluğun istendiği çok çeşitli uygulamalarda kullanılabilir. Özellikler Yüksek sertlik
MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY www.fatihay.net email@example.com BÖLÜM IV METALLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ GERİLME VE BİRİM ŞEKİL DEĞİŞİMİ ANELASTİKLİK MALZEMELERİN ELASTİK ÖZELLİKLERİ ÇEKME ÖZELLİKLERİ
TİTANYUM ALAŞIMLARININ ISIL İŞLEMİ Bileşim ve amaçlarına göre Ti alaşımları tavlanabilir, sertleştirilebilir, yaşlandırılabilirler veya kimyasal ısıl işleme (nitrürleme, karbürleme vb.) tâbi tutulabilirler.
MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 2 Çelik üretimi Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2014-2015 Güz Yarıyılı Bir entegre çelik tesisinde üretim akışı 2 Hematit, Fe2O3 Manyetit, Fe3O4 Götit, FeO(OH)
MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARı) Bölüm 5. Mekanik Özellikler ve Davranışlar Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR ÇEKME TESTİ: Gerilim-Gerinim/Deformasyon Diyagramı Çekme deneyi malzemelerin mukavemeti hakkında esas dizayn
FRACTURE ÜZERİNE 1. Giriş Kırılma çatlak ilerlemesi nedeniyle oluşan malzeme hasarıdır. Sünek davranışın tartışmasında, bahsedilmişti ki çekmede nihai kırılma boyun oluşumundan sonra oluşan kırılma nedeniyledir.
K O C A E L İ ÜNİVERSİTESİ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri 2 Malzemelerin Mekanik Davranışı Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2013-2014 Güz Yarıyılı 2. Malzemelerin
ÇELİKLERDE SERTLESEBİLME KABİLİYETİ (Hardenabilitv) Çelikte ostenit bölgeden yapılan soğutmalarda soğuma hızı iç yapıyı oluşturan fazları belirlemektedir. Parçaların kalınlaşması durumunda iç kısımlarda
MALZEME BİLGİSİ Dr.- Ing. Rahmi ÜNAL Konu: DEMİR ve ÇELİK 1 DEMİR ve ÇELİK Demir karbon alaşımları iki sınıfa ayrılabilir; 1. Demir karbon alaşımlarında (alaşımsız çelikler) sadece demir ve karbon bulunur.
1. Metalik Malzemelerin Darbe Deneyi Darbe deneyi gevrek kırılmaya neden olabilecek şartlar altında çalışan malzemelerin mekanik özelliklerinin saptanmasında kullanılır. Darbe deneyinin genel olarak amacı,
DUBLEKS PASLANMAZ ÇELİKLERDE OLUŞAN YÜKSEK SICAKLIK FAZLARINA GENEL BİR BAKIŞ Alptekin KISASÖZ Ahmet KARAASLAN ÖZET Yıldız Teknik Üniversitesi Yıldız Teknik Üniversitesi Dubleks paslanmaz çelikler, korozyona
ÇEKME DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Mühendislik malzemeleri rijit olmadığından kuvvet altında deforme olup, şekil ve boyut değişiklikleri gösterirler. Malzeme özelliklerini anlamak üzere mekanik testler yapılır.
MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY www.fatihay.net firstname.lastname@example.org GEÇEN HAFTA KRİSTAL KAFES NOKTALARI KRİSTAL KAFES DOĞRULTULARI KRİSTAL KAFES DÜZLEMLERİ DOĞRUSAL VE DÜZLEMSEL YOĞUNLUK KRİSTAL VE
CALLİSTER - SERAMİKLER Atomik bağı ağırlıklı olarak iyonik olan seramik malzemeler için, kristal yapılarının atomların yerine elektrikle yüklü iyonlardan oluştuğu düşünülebilir. Metal iyonları veya katyonlar
Demir Karbon Denge Diyagramı Saf Demirin Soğuma ve Isınma Eğrileri 769 C Curie noktasıdır. 769 C sıcaklığın altında demir (Fe) manyetik özellik gösterir. 1 Fe-C Denge Diyagramı Fe-C Denge Diyagramı 2 Fe-C
Dersi Veren Birim: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Dersin Türkçe Adı: ISIL İŞLEMLER Dersin Orjinal Adı: ISIL İŞLEMLER Dersin Düzeyi:(Ön lisans, Lisans, Yüksek Lisans, Doktora) Lisans Dersin Kodu: MMM
Demir, atom numarası 26 olan kimyasal element. Simgesi Fe dir. Demir, yerkabuğunda en çok bulunan metaldir. Yerkürenin merkezindeki sıvı çekirdeğin de tek bir demir kristali olduğu tahmin edilmekle birlikte,
TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ MAK-LAB15 1. Giriş ve Deneyin Amacı Bilindiği gibi malzeme seçiminde mekanik özellikler esas alınır. Malzemelerin mekanik özellikleri de iç yapılarına bağlıdır. Malzemelerin
1.GİRİŞ Genel olarak metal şekillendirme işlemlerini imalat işlemlerinin bir parçası olarak değerlendirmek mümkündür. İmalat işlemleri genel olarak şu şekilde sınıflandırılabilir: 1) Temel şekillendirme,
BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEY FÖYÜ Arş. Gör. Emre ALP 1.Metalik Malzemelerin Darbe Deneyi Darbe deneyi gevrek kırılmaya
Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri Grup 1 Pazartesi 9.00-12.50 Dersin Öğretim Üyesi: Y.Doç.Dr. Ergün Keleşoğlu Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Davutpaşa Kampüsü Kimya Metalurji Fakültesi
MALZEME BİLGİSİ DERS 10 DR. FATİH AY www.fatihay.net email@example.com GEÇEN HAFTA TEMEL KAVRAMLAR FAZ DÖNÜŞÜMLERİNİN KİNETİĞİ DEMİR-KARBON ALAŞIMLARINDA MİKROYAPI VE ÖZELLİK DEĞİŞİMİ DEMİR-KARBON ALAŞIMLARININ
7075 SERĠSĠ ALAġIMLARIN GENEL ÜRETĠM YÖNTEMLERĠ 1 7075 SERĠSĠ ALAġIMLARIN KULLANIM ALANI 7075 AlaĢımı Hava taģıtları baģta olmak üzere 2 yüksek Dayanım/Yoğunluk oranı gerektiren birçok alanda kullanılmaktadır.
Başlıca çelik özelliklerinin karşılaştırılması Bu tablonun amacı çelik seçeneğini kolaylaştırmaktır. Bununla birlikte, farklı uygulamalardan etkilenen çeşitli stres koşulları hesaba katılmamıştır. Teknik