METALOGRAFİ Metallerin ve Alaşımların Mikroyapıları

ASTM: The American Society for Testing and Materials Tane Boyutu Hesaplama ASTM E112-13 Standartı: Çeşitli metallerin ve metalik alaşımların tane boyutunu hesaplama yöntemleri ASTM: The American Society for Testing and Materials

Tane Boyutu Hesaplama

Alanölçümsel (Planimetrik) Yöntem Tane Boyutu Hesaplama Alanölçümsel (Planimetrik) Yöntem ASTM farklı ortalama tane boyutlarına sahip 10 farklı tablo hazırlamıştır. Bu tablolar, tane boyutu numarası ‘G’ değerinin 1 ile 10 arasında değiştiği aralıklardaki değerleri göstermektedir. Adlandırma N = 2G-1 formülüne göre yapılmaktadır. N, 100x büyütmede çekilmiş bir mikyorapı görüntüsünde 1 inç kare alanda yer alan tane sayısıdır. Örneğin G = 6 olarak verilen bir çelik numunede 100x büyütmede 1 inç kare alanda 32 tane bulunmaktadır.

Tane Boyutu Hesaplama

Tane Boyutu Hesaplama Kesişim Yöntemi Rastgele seçilmiş doğruların kaç farklı taneyi kestiği esasına dayanan tane boyutu ölçüm yöntemidir. İstatistiki olarak güvenilir ortalama tane boyutu verisi için en az 50 taneyi kesecek çizgiler çiz. Çizginin kestiği taneler (intercept) ya da tane sınırları (intersection) sayılarak hesaplama yapılır. Eğer çizginin kestiği taneler sayılıyorsa, çizginin uçlarında kalan taneler yarım kesişim olarak hesaplanır. Eğer çizginin kestiği tane sınırları sayılıyorsa, 3 tanenin kesistiği noktalar 1.5 kesişim olarak hesaplanır.

Tane Boyutunun Özelliklere Etkisi Hall-Petch İlişkisi: 70 Cu – 30 Zn Pirinç alaşımı α-Fe

Tane Boyutunun Özelliklere Etkisi Hall-Petch İlişkisi:

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları Ferrit aynı zamanda α katı eriyiği olarak da bilinir. α (hmk) Fe içerisinde çok az miktarda C çözünmesiyle oluşan bir arayer katı eriyiğidir. 727 C’de maksimum C çözünürlüğü % 0.022, oda sıcaklığında % 0.008 C içerir. 912 C altında demirin kararlı formudur. Fe – C denge diyargamındaki en yumuşak yapıdır (Rockwell B 90) .

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları Perlit % 0.80 C içeren ötektoid karışımdır ve 727 °C’de çok yavaş soğutmayla oluşur. Ferrit ve sementit karışımından oluşan tabakasal ya da katmanlı bir yapıdır. Beyaz arka plan ferrit iken koyu renkli tabakasal yapı sementittir. Sertliği Rockwell B 95-100’dür.

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları Sementit ya da demir karbür çok sert ve kırılgan bir demir karbon bileşiğidir. Fe3C halinde % 6.67 C içerir. Denge diyagramındaki en sert malzemedir. Ergime sıcaklığı tam olarak bilinmemektedir. Kristal yapısı orthorhombiktir. Çekme dayanımı düşük iken, basma dayanımı yüksektir.

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları Östenit γ (ymk) demirin içerisinde karbon çözünmesiyle oluşan bir arayer katı eriğiyidir. 1130 C’de maksimum C çözünürlüğü % 2 civarındadır. Östenitik çelikler kolaylıkla şekillendirilebilir. Isıl işlemlerin birçoğu tek fazlı östenitik çelik yapıdan başlar. Normal şartlarda oda sıcaklığında kararlı olmasa da, çeşitli yöntemlerle oda sıcaklığında östenit elde etmek mümkündür.

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları Hipoötektoid çelikler

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları Hiperötektoid çelikler

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları Östenit – perlit dönüşümü Sementit Ferrit Östenit tane sınırı

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları Ferrit – Perlit Çelikleri (Düşük Karbonlu Çelikler)

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları Ferrit – Perlit Çelikleri (Düşük Karbonlu Çelikler) %0.1 C %0.25 C

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları Martenzitik Çelikler

Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları Ötektik Liquid +  ↔ austenite Ötektoid Perlit ve sementit Östenit Ferrit Perlit Çelik Dökme demir

Yumuşak, sünek, manyetik Yumuşak, ortalama dayanım, manyetik değil Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları Faz Kristal yapısı Özellikleri Ferrit HMK Yumuşak, sünek, manyetik Östenit YMK Yumuşak, ortalama dayanım, manyetik değil Sementit Orthorhombic Fe3C Sert ve kırılgan

Kaynaklar ASM Handbook Volume 9 – Metallography and Microstructures, ASM International, 2004. George F. Vander Voort, Metallography: Principles and Practice, ASM International, 1999. Structure/Property Relationships in Irons and Steels, Metals Handbook Desk Edition, Second Edition, J.R. Davis, Editor, (1998) 153-173. William D. Callister, David G. Rethwisch, Materials Science and Engineering: An Introduction, 7th Edition, 9. ve 10. Bölümler, Wiley, (2007).