Transcript FİZİKSEL METALURJİ

FİZİKSEL METALURJİ
BÖLÜM 5
Tablo 5.1. Tipik metallerin özellikleri
Şekil 5.1. Demirin akma mukavemetinde bazı kompozisyonal ve mikroyapısal
değişkenlerin etkisi
Soğuk Sertleşme (Pekleşme)
Soğuk deformasyon sonucu oluşan dislokasyonların etkileşiminden sonuçlanan
sertleştirmede kaymada elde edilen akma gerilmesi aşağıda verilmiştir:
τ  τ 0  αGbρ
1/2
: kaymada akma gerilmesi,
0 : orijinal akma gerilmesi,
 : sabit  0.3,
G : kayma modülü,
b : Burgers vektörü,
 : dislokasyon yoğunluğudur.
Şekil 5.2. Fe-C alaşımlarında, kütle-% 0.01-0.1 C, dislokasyon yoğunluğu ile akma
gerilmesi ilişkisi, oda sıcaklığı
İnce Tane Sertleşmesi
Deneysel sonuçlar akma mukavemeti,  ile tane boyutunun karekökünün tersi
değeri (1/√d) arasında lineer bir ilişki varolduğunu gösterir:
σ  σ0 
k
d
0 ve k : sabit, d : tane boyutudur.
Şekil 5.3. Tane boyutuyla yumuşak çeliğin alt akma gerilmesinin değişimi
Katı Ergiyik Sertleşmesi
Çizgi uzunluğu başına aşılacak (tekrar gerinme sonucu oluşan) kuvvet için gereken
gerilme artışı .b’dir, böylece:
 = F/b.d
Çizgi boyu yabancı atomların aramesafesi, d aşağıda verilen faktörlerin bir
fonksiyonudur: ana atom boyutu, D, yabancı atomların mikroyapı içi dağılımı,
yabancı atomların miktarsal konsantrasyonu, xf. d’nin değeri 0.83b/xf½
hesaplanmıştır. Böylece:
Δτ 
F
0.83  b
2
xf
Katı Ergiyik Sertleşmesi
Yabancı atomlar ile kafeslerinde yer aldıkları ana atomlar arası kimyasal bağ,
elastik kayma modüllerindeki arası fark, G olarak yansır. Bu fark, dislokasyonatom arası kuvvet, F’in artmasıyla sonuçlanır ve böylece mukavemet artışı:
  G
xf
4
Yabancı atom çapı ile ana atom çapı arası yüzdesel farkı,  olarak alındığında
yeralan atomu (ve yalnız simetrik gerinme alanı olan arayer atomu) için gerinme
alanı-dislokasyon etkileşim analizi F için aşağıdaki bağıntıyı verir:
  G
xf /4
Bu tetragonal gerinmenin kayma bileşeni, vida ve kenar dislokasyonlarının her
ikisiyle etkileşerek saf genişleme konumuna göre daha fazla etkileşim öngörür.
Hesaplamalar aşağıdaki bağıntıyı verir:
   G ( 1   2 ) x f / 7 .5
1 maksimum distorsiyon yönündeki gerinme, 2 ise buna dik açılardaki gerinme
Şekil 5.4. Katı ergiyik sertleşmesi etkisi;
(a) düşük karbonlu ferritik çeliklerde (b) östenitik çeliklerde
Şekil 5.5. Ashby-Orowan ilişkisi ile modifiye edilmiş çökelti sertleşmesi etkileri;
(a) Su verme yaşlandırması ile (b) C-Mn çeliklerinde NbC ve V4C3 ile.
Tablo 5.2. Çekilmiş perlitik tel, % 0.9 C, % 0.4 Mn, % 0.2 Si. Başlangıç perlitik tel
çapı 0.62 mm, 980ºC’de östenitleştirilmiş ve 496ºC’de dönüşmüş.
Tablo 5.3. Ticari yüksek-mukavemetli çelik teller.
Şekil 5.6.
(a) Bir laboratuvar patentleme prosesi,
(b) İnce perlit üretimi için soğuma eğrilerinin şematik çizimi
Şekil 5.7. Tel olarak çekilmiş perlitte lamellerarası mesafenin fonksiyonu olarak
akma mukavemeti
Şekil 5.8.
(a) 0 ºC de % 100 martenzitte akma gerilmesi ile karbon miktarı ilişkisi.
Yaşlandırma işlemi: 0 ºC de 3 saat.
(b) -196 ºC de veri sıcaklıklarda 3 saat yaşlandırmadan sonra Fe-Ni-C
martenzitlerinin sertlikleri.
Şekil 5.9. Karbon miktarının fonksiyonu olarak Fe-Ni-C martenzitlerinin iki tipinin
akma gerilmeleri
Şekil 5.10. Oda sıcaklığında su verilmiş Fe-C alaşımlarında kalıntı östenit
Şekil 5.11. Fe-C lata martenzitin çeşitli sıcaklıklarda 1 saat temperlenmesi sırasında
meydana gelen reaksiyonların sıralaması ve karşılık gelen sertlikler
Şekil 5.12.
(a) % 0.3 C lu çeliğin ikincil sertliğinde vanadyumun etkisi
(b) % 10 Ni li çeliklerin temperleme mukavemetinde C, Co, Cr ve Mo etkisi.
Şekil 5.13. AISI 4340 çeliğinin mekanik özelliklerinde temperlemenin etkisi
Şekil 5.14.
(a) Alaşımlı ve sade karbonlu çeliğin mukavemetinde C miktarının etkisi (b)
Alaşımlı ve sade karbonlu çelikler için verilen çekme mukavemetlerinde darbe
mukavemeti.
Şekil 5.15. Martenzitin mukavemetinde karbon miktarının ve alaşım elementlerinin
etkisi
Şekil 5.16.
(a) Ösşekillendirilmiş bir çelik için TTT diyagramı.
(b) Karbon miktarının fonksiyonu olarak mekanik özellikler üzerinde
ösşekillendirmenin etkisi. % 91 deforme edilmiş ve 330ºC de temperlenmiş % 3 Cr
alaşımı
Şekil 5.17.
(a) İki deformasyon sıcaklığı için deformasyon miktarı ile mukavemetin değişimi.
510 ºC de temperlenmiş H-11 çeliği (0.4 C, 5 Cr, 1.2 Mo, 0.5 V)
(b) İki çelik için temperleme sıcaklığının sertlik etkisi
Şekil 5.18. Temperleme sırasında geleneksel ve ösşekillendirilmiş çeliklerin
mukavemetini oluşturan katkıların şematik olarak gösterilmesi
Şekil 5.19. Bir çelik için (a) mühendislik gerilme-gerinme diyagramı ve (b) karşılık
gelen gerçek gerilme-gerçek gerinme diyagramı
Tablo 5.4. İki TRIP çeliğinin mekanik özellikleri.
Şekil 5.20. Yüksek mukavemetli çeliklerin bazı özel sınıfları için % 0.2 akma
gerilmesi ile uzama ilişkisi