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: : 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 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: 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:

Katı Ergiyik Sertleşmesi Yabancı atomlar ile kafeslerinde yer aldıkları ana atomlar arası kimyasal bağ, elastik kayma modüllerindeki arası fark, G olarak yansır. Bu fark, dislokasyon-atom arası kuvvet, F’in artmasıyla sonuçlanır ve böylece mukavemet artışı: 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: Bu tetragonal gerinmenin kayma bileşeni, vida ve kenar dislokasyonlarının her ikisiyle etkileşerek saf genişleme konumuna göre daha fazla etkileşim öngörür. Hesaplamalar aşağıdaki bağıntıyı verir: 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 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 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