METALOGRAFİ Metallerin ve Alaşımların Mikroyapıları.

... konulu sunumlar: "METALOGRAFİ Metallerin ve Alaşımların Mikroyapıları."— Sunum transkripti:

1 METALOGRAFİ Metallerin ve Alaşımların Mikroyapıları

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

3 Tane Boyutu Hesaplama

4 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.

5 Tane Boyutu Hesaplama

6 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.

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

8 Tane Boyutunun Özelliklere Etkisi
Hall-Petch İlişkisi:

9 Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları

10 Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları

11 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 % C içerir. 912 C altında demirin kararlı formudur. Fe – C denge diyargamındaki en yumuşak yapıdır (Rockwell B 90) .

12 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 ’dür.

13 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.

14 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.

15 Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları

16 Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları
Hipoötektoid çelikler

17 Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları
Hiperötektoid çelikler

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

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

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

21 Fe-C Denge Diyagramı ve Mikroyapıları
Martenzitik Çelikler

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

23 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

24 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) William D. Callister, David G. Rethwisch, Materials Science and Engineering: An Introduction, 7th Edition, 9. ve 10. Bölümler, Wiley, (2007).