NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ MALZEME BİLİMİ MUKAVEMET ARTTIRICI İŞLEMLER NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Mühendislik Mimarlık Fakültesi mmf.nisantasi.edu.tr

MUKAVEMET ARTTIRICI İŞLEMLER Malzemelerde mukavemet artışı aşağıdaki temel mekanizmaların çalıştırılması ile gerçekleştirilmektedir. Alaşım sertleştirmesi, Çökelme ve dispersiyon sertleştirmesi, Deformasyon sertleştirmesi, Tane sınırı sertleştirmesi, Deformasyon yaşlanması sertleşmesi, Karma (Composite) malzeme sertleştirmesi Martenzitik dönüşüm sertleştirmesi, Tekstür oluşumu ile sertleşme, Fiber sertleştirmesi, Radyasyon etkisi ile sertleşme NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © ALAŞIM SERTLEŞMESİ Alaşım sertleştirmesi, kimyasal bileşimin alaşım elementi ilavesi ile değiştirilmesi ve bu sayede mukavemetin artırılması işlemidir. Alaşım elementini saf metal içerisinde çözerek tek fazlı bir yapı oluşturulması durumunda “katı çözelti sertleşmesi (solid solution hardening), ikinci bir faz oluşturulması durumunda ise “ikinci faz sertleşmesi (second phase hardening)” adını almaktadır. Alaşım elementi konsantransonu ile malzemenin akma dayanımı arasında NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

ÇÖKELME VE DİSPERSİYON SERTLEŞTİRMESİ Yaşlandırma sertleşmesi (age hardening) adı da verilen bu yöntemde, ikinci faz küçük tanecikler halinde matris fazı içerisinde çökeltilerek oluşturulur. Yaşlandırma veya çökelti sertleşmesi, yumuşak ve daha sünek matriste sert ve uyumlu çökeltinin üniform dağılımını sağlamak için tasarlanır. Alaşımlara uygulanan çökelme sertleşmesi aşağıda gösterildiği gibi üç aşamada gerçekleştirilir. Çözeltiye alma, Aşırı doymuş katı çözelti oluşturma (veya su verme), Yaşlandırma, NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

DEFORMASYON SERTLEŞTİRMESİ Deformasyon sertleşmesi, metallere soğuk deformasyon bölgesinde uygulana plastik deformasyonla sağlanır. Soğuk deformasyon veya soğuk şekil değişimi, en genel olarak metallerin ergime sıcaklığının (Kelvin cinsinden) yarısından daha düşük sıcaklıklarda, ve genellikle de oda sıcaklığında gerçekleştirilir. Bu sıcaklık aralığında yapılan deformasyon işlemi metalik yapıda pekleşmeye (strain hardening) neden olur. Plastik deformasyon sonucunda malzeme yapısında meydana gelen dislokasyon yoğunluğunun malzemenin mukavemetine etkisi; NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

TANE SINIR SERTLEŞMESİ Tane yapısının malzemenin oda sıcaklığındaki mekanik özelliklerine etkisi başlıca; mukavemet (veya sertlik) ve süneklik artması, dolayısıyla tokluğun artması şeklindedir. Tane sınırları deformasyon sırasında dislokasyon hareketlerine engel olduğunda ince taneli malzemenin mukavemeti kaba taneli malzemeye göre artmaktadır. Tane boyutunun malzemenin mukavemetine etkisi Hall-Petch bağıntısı ile verilir. NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

DEFORMASYON YAŞLANMASI SERTLEŞMESİ Metalik malzemelerin soğuk deformasyondan sonra genellikle düşük sıcaklıklarda tavlanması veya oda sıcaklığında uzun süre bekletilmesi sonucunda mukavemet değerlerinin artması, sünekliğin azalması olayıdır. Belirgin akma noktası gösteren malzemelerde görülür. Akma noktası olayında olduğu gibi bu olay da en belirgin olarak düşük karbonlu çeliklerde görülür. NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

MARTENZİTİK DÖNÜŞÜM SERTLEŞTİRMESİ Yayınmasız kayma tipi bir dönüşüm olan martenzitik dönüşüm bazı demir dışı alaşımlara (örneğin %37.5Zn içeren pirinç) ve genellikle çeliklere uygulanan sertleştirme işlemlerinden biridir. Çeliğin ostenitik bölgeden ani olarak soğutulması neticesinde YMK yapıdaki ostenit, oda sıcaklığında dengeli HMK ferrite dönüşmeye fırsat bulamaz. Bunun yerine, içerisindeki fazla karbonu yayınma ile atamamış, kararsız ve çarpılmış durumda hacim merkezli tedragonal (HMT) yapıdaki martenzite dönüşür. Martenzit mikroyapısı NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©