Transcript Dislokasyon yo*unlu*unun dayan*ma etkisi

Dislokasyon yoğunluğunun dayanıma etkisi
 Ơp = ơi + α .G. b. ρ ½
 Ơp ; plastik deformasyon gerilmesi
 Ơi ; sürtünme gerilmesi
 α ; sbt ( 0.3-0.6)
 G ; kayma elastiklik modülü
 b ; burgers vektörü
 ρ ; dislokasyon yoğunluğu
Deformasyon oranının mekanik özelliklere
etkisi
Mukavemet
Sertlik
% uzama
Soğuk şekillendirme oranı
Alaşımlandırılarak dayanımın artırılması
 Alaşımlandırma çeşitleri
 Yer alan atomlarla alaşımlandırma
 Ara yer atomları ile alaşımlandırma
 Yer alan atomlar ana elementin kafes yapısında
simetrik çarpılmaya sebep olurlar ve
mukavemet artışı düşüktür.
 Arayer atomları ana elementin kafes yapısında
asimetrik çarpılmaya sebep olduklarından
mukavemet artışı yüksektir.
Ak. ger. Değişim Mpa
300
C, N
P
Si
150
Mn
Mo
Ni,Al
0
Cr
0.5
1.5
% Alaşım elem.
2.5
Çökeltme ile dayanımı artırılmış çelikler
 Çelik içerisine Ti, V, Nb gibi karbür, nitrür ve karbo
nitrür yapan alaşım elementleri katılarak üretilen
çeliklerde, yaşlandırma ile dayanımın artırması
sağlanabilir.
 Bu çeliklerde dayanım artışını, ince taneli
Nb ( CN), TiC ve V4C3 karbürlerinin oluşturulması ile
sağlanır.
Bu çeliklere birkaç örnek
 C
Si
Mn
0.10 0.40 1.60
0.10 1.40 1.50
0.09 0.30 1.30
Al Ti
Nb
0.01 0.20 0.03 - 0.06
0.03 - 0.06
V
0.05
 Bu elementlerin mukavemet artış oranına etkileri,




ostenit fazında erime kabiliyetlerine bağlıdır.
Sertleşme, ferrit tanesi içerisinde düzenli olarak
çökelen ince taneli karbür, nitrür ve
nitrokarbürler tarafından sağlanır.
İnce taneli olarak çökelen bu çökeltiler,
dislokasyon hareketini engellerler.
Çökeltme ısıl işlemine, öncelikle Ti, V, Nb
elementlerinin ostenit fazında erimelerini sağlayan
ısıl işlemle başlanır.
Daha sonra çökeltme ısıl işlemi yapılır.
Tavlama şekli tavlama sıcaklığı ve sürenin
mekanik davranışa etkisi
0.25 Ti
ƠÇ Mpa
600
0.05 Ti
Yığın halinde tavlama
400
30
%U
20
680
720
Tavlama sıcaklığı C0
760
600
ƠÇ Mpa
750
C0
850 C0
400
30
%U
20
0
2
4
Tavlama zamanı dak.
6
% 0.05 Ti çeliğin
sürekli tavlama
parametrelerinin
mekanik özelliklere
etkisi.
Çift fazlı çelikler
 Yaşlandırılarak dayanımı artırılan çelik sacların soğuk
şekillendirilmesindeki güçlükler sebebiyle, çift fazlı
çelikler üretilerek taşıt kaporta sacı olarak
kullanılmaya başlanmıştır.
 Çift fazlı çelik türleri;
 Ana gurubu Fe-Cr-Ni, sünek faz ostenit, sert faz ferrit
 Ana gurubu Fe-C-Ni, sünek faz ostenit, sert faz martenzit
 Ana gurubu Fe-C, sünek faz ferrit, sert faz martenzit
Ferrit-martenzit faz karışımlı
çift fazlı çelikler
 Otektoit altı karbonlu çeliklerin oda sıcaklığındaki
yapısı ferrit + perlit fazlarının karışımı olup, çeliğin
dayanımı ve sünekliği bu fazların oranlarına bağlı
olarak değişmektedir. Ferrit fazı oranı çeliğin
sünekliğini belirlerken, perlit fazı dayanımını belirler.
Perlit fazı yerine dayanımı daha yüksek olan bir faz
oluşturulur ise, çeliğin dayanımı artırılmış olur.
 Perlit fazı yerine martenzit fazını oluşturmak için
öncelikle ferrit fazı ile birlikte, ostenit fazı oluşturulmalı
ve ostenit fazı martenzit fazına dönüştürülmelidir. Ayrıca
ostenit fazının karbon oranı martenzit fazı oluşturacak
miktarda olmalıdır.
 Soru;
 0,15 C- 0,60 Mn- 0,50 Si içeren bir çelikte martenzit
fazının oluşturulması mümkünümüdür. Tartışınız.
 Cevap:Ostenit fazının karbon oranının artırılması
gerekmektedir.
 Soru: Yüzeye karbon emdirilmeden ostenit fazının
karbon oranı nasıl artırılır.
 Cevap: Fe-C denge diyagramını A1-A3 sıcaklık
aralığına bakınız.
Sıcaklık C0
%C
0.15 karbonlu bir çeliği
750 C0 de tavladığımız
taktirde, hangi fazlar
ortaya çıkar ve bu fazların
karbon oranları ne
kadardır.
Şekilden görüleceği gibi,
α ve γ fazları
bulunmaktadır. γ fazının
karbon oranı % 0.60 dır. α
fazının karbon oranı da
oda sıcaklığına göre
artmıştır.
A3 sıcaklığının üzerine
çıkıldığında γ fazının
karbon miktarı % 0.15 dir
Ferrit ve martenzit fazlarını birlikte
elde etme ısıl işlemleri
Sıcaklık
(0C)
(a)
(b)
γ
A3
α+γ
A1
α
Zaman (dak.)
(c)
 a- Bu Isıl işleminde ilk adımda martenzit
oluşturulur.İkinci adımda ostenitleme yapılarak hızlı
soğutulur. Ostenit martenzit taneleri etrafında
toplanarak şekillenir ve hızlı soğutmada lifli martenzit
yapısı oluşur.
ferrit
Martenzit
 b-Başlangıçta ferrit ve perlitten ibaret olan yapı (α +
γ) bölgesinde tavlanır (IDF). Ferrit-sementit ara
yüzeyinde oluşan ostenit çekirdekleri zamanla büyür.
Su verildikten sonraki mikro yapı, martenzit taneleri
ferrit tanelerini sınırlar
ferrit
martenzit
c-Kademeli su verme (ADP) işleminde ise, önce ostenitleme
yapılır, sonra (α + γ) bölgesine soğutulur. Ostenit tane
sınırlarında ferrit çekirdekleri oluşur. Ferrit-ostenitten ibaret
yapı, hızla soğutulduğunda ferrit yapı tarafından çevrelenmiş
martenzit fazı oluşur.
ferrit
martenzit
Ostenitin Martenzite Dönüşümü
A1 – A3 kritik sıcaklıkları arasında yapılan tavlama
işlemi sırasında meydana gelen (α + P) → (α + γ)
dönüşümü, üç kademede tamamlanır. İlk kademede
ferrit-perlit ara yüzeyinde ostenit çekirdekleri meydana
gelir ve hızla büyümeye başlar. Bu büyüme sonunda
perlit taneleri eriyerek karbonca zengin ostenit
tanelerine dönüşür. Perlit tanelerinin ostenite
dönüşümü karbon difüzyonu ile kontrol edilmektedir.
Difüzyon mesafesi oldukça dar olduğundan ostenit
çekirdeklerinin oluşması için gereken zaman oldukça
kısadır ve çok geçmeden ostenit taneleri görülmeye
başlanır
α
α
Fe3C
γ