Dislokasyon yoğunluğunun dayanıma etkisi

... konulu sunumlar: "Dislokasyon yoğunluğunun dayanıma etkisi"— Sunum transkripti:

1 Dislokasyon yoğunluğunun dayanıma etkisi
Ơp = ơi + α .G. b. ρ ½ Ơp ; plastik deformasyon gerilmesi Ơi ; sürtünme gerilmesi α ; sbt ( ) G ; kayma elastiklik modülü b ; burgers vektörü ρ ; dislokasyon yoğunluğu

2 Deformasyon oranının mekanik özelliklere etkisi
Mukavemet Sertlik % uzama Soğuk şekillendirme oranı

3 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.

4 C, N 300 P Si 150 Ak. ger. Değişim Mpa Mn Mo Ni,Al Cr 1.5 0.5 2.5 % Alaşım elem.

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.

6 Bu çeliklere birkaç örnek
C Si Mn Al Ti Nb V

7 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.

8 Tavlama şekli tavlama sıcaklığı ve sürenin mekanik davranışa etkisi
0.25 Ti 600 0.05 Ti Yığın halinde tavlama ƠÇ Mpa 400 30 % U 20 680 720 760 Tavlama sıcaklığı C0

9 750 C0 ƠÇ Mpa 850 C0 % U Tavlama zamanı dak.
% 0.05 Ti çeliğin sürekli tavlama parametrelerinin mekanik özelliklere etkisi. 600 750 C0 850 C0 ƠÇ Mpa 400 30 % U 20 2 4 6 Tavlama zamanı dak.

10 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

11 Ferrit-martenzit faz karışımlı çift fazlı çelikler

12 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.

13 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.

14 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.

15 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 Sıcaklık C0 % C

16 Ferrit ve martenzit fazlarını birlikte elde etme ısıl işlemleri
Sıcaklık (0C) α α + γ γ (a) (b) (c) Zaman (dak.) A1 A3

17 a- Bu Isıl işleminde ilk adımda martenzit oluşturulur
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. Martenzit ferrit

18 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 martenzit ferrit

19 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. martenzit ferrit

20 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

21 Fe3C α γ