demir karbon denge diyagrami

8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami

1/20

1

24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER

Demir Karbon DengeDiyagram


Saf Demirin Souma ve Isnma Erileri

769C Curie noktasdr. Bu scakln altnda Fe manyetik zellikgsterir.


2/20

2


Fe-C Denge Diyagram


Fe-C Denge Diyagram


3/20

3


Fe-C Denge Diyagram

stenit kym

Ferrit khm

Sementit (intermedial bileik)

Fe

C

Arayer kat

zeltisi

elie Ni ilavesi ile oda scaklnda stenit yaps elde edilerek plastikekil

deitirme kabiliyeti arttrlabilir

Ferrit; ok az miktarda C ieren, ancak pratikte saf demir ( Fe) olarak kabuledilen khm, ekil alabilen, ksmen snek, manyetik kristallerdir. Yaklak 60VSD sertliindedir 50%%% = Auzama

stenit; kym, kolaylkla ekillendirilebilen, manyetik olmayan kat zeltidir

Sementit; sert, krlgan, ekillendirilemeyen bir ara bileiktir. Yaklak 800 VSDsertliindedir. ki trdr. 1.Sementit ergiyikten ilk katlaan sementittir.2.Sementit ise -k den den kelen sementittir.


tektoid Dnm (Perlitik Dnm

tektoid dnm

21 KKK +4444 34444 21

)(

)67,6(3)02,0(

723

)8,0(

PPerlit

CC

C

C CFekk +

723Cde ayran 2.Sementit yzdesi

5,21%1008,067,6

8,006,2=

x


4/20

4


tektik Dnm (Ledeburitik Dnm) tektik dnm

21 KKE +

44444 344444 21

)(

)67,6(3)06,2(

1147

)3,4( ).1(

aLedLedeburit

CC

C

C SemCFekE +

Dnm ledeburit (Ledz): 723Cninaltnda, ledeburit iindeki stenitlerinbir ksmnn perlite dnmesidurumudur.


PERTEKTK DNM

Peritektik Dnm

1KKE +

kkE C +1493


5/20

5


PERTEKTK DNM Peritektik Dnm

1KKE +

kkE C +1493


KARBON ORANLARINA GREELKLER

tektoidalt elik %0,006 C - %0,8 C

tektoid (Perlitik) elik (%0,8 Cli)

tektoidst elik %0,8 C - %2,06 C


6/20

6


TEKTK ALAIM

tektik Alam (Ledeburitik Alam %4,3 Cli)

%2,06 C - %4,3 C tektikalt alam

%4,3 C - %6,67 tektikst alam


ELK

Maksimum %2,06 C ieren ve ek ilem gerektirmeksizinekillendirilebilen Fe-C alamdr. Genellikle snek malzemelerdir.

Uygulanan sl ilemlerle mekanik zellikleri rn. sertlikleri,

dayanmlar ve tane boyutlar deitirilebilir. eliin zelliklerinin deiimine en fazla etki eden elementkarbondur.

elik, demir-karbon alam olup dier alam elementlerini de bellioranda ierebilir. Binlerce farkl kompozisyonda ve/veya farkl slileme sahip elik eidi mevcuttur. Mekanik zellikler, eliinbileimine ve uygulanan sl ileme bal olarak deimektedir.


7/20

7


KARBON ORANININ ETKSelik iersine ilave edilen karbon oran, eliin dayanmn sertliini etkiler.


eliin darbe dayanm vesneklii zerine karbonunetkisi

eliin ekme ve akmadayanm ve sertlii zerinekarbonun etkisi

KARBONUN ELK ZELLKLERNE ETKS


8/20

8


ALAIM ELEMENTLERNN ELK YAPISINA

ETKS Karbonlu eliklerden normal olarak salanamayan kendine has zellikleri

salayabilmek amacyla, bir veya birden fazla alam elementi katmaksuretiyle yaplan elikler alaml eliklerdir.

Alam elemanlarnn etkisi, dier metallere nazaran en ok elik yapsndaetkili olmaktadr.

Ayr ca alam elementlerinin etkileri toplanabilir olmadndan, ok saydaalam elementinin birlikte bulunmas halinde beklenen zellik deimeleriancak genel erevede ele alnabilir ve bu konuda kesin bir yaklamyaplamaz.

Alaml elikler, alam elemanlarn ( karbon ve artlamayanelemanlar dnda kalan dierleri ) toplam miktar % 5 den az olanlardk alaml elikler ve alam elemanlarnn toplam % 5 den fazlaolanlar yksek alaml elikler olmak zere, iki ana gruba ayrlrlar..


ALAIM ELEMENTLERNN ELKYAPISINA ETKS

Alamsz eliklere benzer davrana sahip olan dk alamleliklerin en belirgin zellii, sertleme kabiliyetlerinin daha yksekolmasdr.

Ayr ca, sertlik, ekme dayanm, akma snr, elastiklik modl gibidayanm zellikleri ile scaa dayankllk, menevi dayankll, gibikarakteristikler ykselirken, genellikle kopma uzamas, kesit

daralmas

, entik darbe dayan

m

gibi deerlerde azalma olur. Alamsz ve dk alaml eliklerde istenilen zelliklerinbulunmamas veya yetersiz olmas halinde yksek alaml eliklerkullanlr.

Bu tr alamlama, normal scaklklardaki mekanik dayanmnartrlmas yansra, zellikle scaa, tufallamaya ve korozyonadayanm, scaklkta sertlik ve manyetlenmeme gibi baz istenenzelliklerin elde edilmesini amalar


9/20

9



KARBONelik iin temel alam elementidir. Karbon miktarnn artmasyla sertlik vedayanm nemli lde artar. % 0.8 karbona kadar ekme gerilmesi veakma snr deeri artar. Bu deerden sonra krlganlk artar, sl ilem sonusertlik kalnt stenit sebebiyle daha fazla artmaz. eliin alabilecei maxsertlik 67 HRC olup bu deer 0.6 karbon miktar ile elde edilir. Karbonmiktarnn artmas ayn zamanda sneklii, dvlebilirlii, derin ekilebilirliive kaynak kabiliyetini drr. Yksek karbonlu eliklerin sl ilemindeatlama riski de fazladr.

MANGANYapya genellikle cevher halinde iken girer. Mekanik zellikleri iyiletirmesidolaysyla ayrca da ilave edilir, temel alam elementi olarak da kendisinigsterebilir. Genel olarak sneklii azaltmakla birlikte eliin dayanmn

artrr zellie sahiptir. % 3 Mn miktarna kadar, her % 1 Mn iin ekmedayanm yaklak 100 MPa kadar artar. % 3 - 8 aras art azalr. % 8 denitibaren d grlr. eliin dvlebilirlii ve sertleebilirliini iyiletiricizelliktedir. Kaynak kabiliyetini etkilemez ve kaynaklanabilir malzemeleriinde % 1.6 oranna kadar ykseltilebilir. Mangann iyi yndeki etkisi karbonorannn artmasyla birlikte artar.



SLSYUMelik retimi esnasnda deoksidan olarak kullanlr. Dkm eliklerde, dkmeakclk salamak iin ilave edilebilir. Ferrit ierisinde znebilme zelliine sahipolduu iin malzemenin sneklik ve tokluunu drmeden, dayanm ve sertliiartrr. Yksek silisyum ieren eliklerin s dayanm da yksektir. Genel olaraksertleebilirlii, anma dayanmn, ve elastikiyeti ykseltmesine karn yzeykalitesini olumsuz ynde etkiler.

KKRT

Demir ile birlikte Fe-S bileii oluturarak, tane snrlarnda birikir ve malzemeningevreklemesine yol aar.800 C - 1000 C arasnda ekil deitirme esnasnda "kzl scaklk krlganl"1200 C zerindeki scaklklarda "akkor scaklk krlganl" meydana getirir.Bu sebeplerle elik iin zararl bir element olarak kabul edilerek, giderilmesi ynndeallr. Ancak otomat eliklerinde iki kat kadar Mn ilave edilerek kullanlmaksuretiyle, talal ilenebilirlik kabiliyetini artrmak amacyla kullanlr. Genel olarakkaynak kabiliyeti ve sertleebilirlii olumsuz etkiler.

FOSFORelik iinde fosfor bulunmas ile malzeme tokluunu dren, zararl etkiye sahip birelementtir. eliin dayanmn ve sertlii artrc zellii olmasna karn sneklik vedarbe dayanmn drr. Bu etki yksek karbonlu eliklerde daha net grlr. elikierisinde mmkn olduunca dk olmasna allr ve kkrtle birlikte fosfor azlmalzeme kalitesinde birinci kriterdir.


10/20

10



KROMeliklere en fazla ilave edilen alam elementidir. elie ilave edilen kromCr7C3 ve Cr23C6 gibi sert karbrler oluturarak sertlii direkt olarak artrr.Dnm hzlarn da yavalatarak sertlik derinliini de ayn oranda artrr.Krom %25 varan deerlerde ilave edilmesi halinde malzeme yzeyinde biroksit tabakas oluturarak paslanmaya kar diren salar ve malzemeyeparlak bir grnt kazandrr. ekme dayanmn ve scaa dayanm daartrr zellie sahiptir. Baz alamlarda menevi krlganlna sebepolabilir veya sneklii drebilir. Bu etkileri azaltmak amacyla daha ok Nive Mo ile birlikte kullanlr.

NKELNikel %5 e varan oranlarda, alaml eliklerde geni bir biimde kullanlr.Nikel malzemenin mukavemetini ve tokluunu artrr. zellikle paslanmaz

eliklerde daha geni yer alr. Nikel ayn zamanda tane kltme etkisine desahiptir. Alam eleman olarak nikelin tek bana kullanm son yllardaazalm Ni-Cr alam bata olmak zere Ni - Mo yahut Ni - Cr - Moalamlar yaygnlamtr. Scaa ve tufallemeye kar iyiletirici zelliesahip olmasnn yan sra, krom ile birlikte kullanlarak sertlemeyi, snekliive yksek yorulma direncini artrr.



MOLBDENMolibden dk nikel ve dk krom ieren eliklerde temper gevreklii eiliminigidermek iin kullanlr. % 0.3 civarnda molibden ilavesi bunu salar. Molibden ilavesiyaplan nikel ve krom eliklerinin temper sonras darbe dayanmlar da nemli ldeykselir. Ayn zamanda akma ve ekme dayanmn artrr.

VANADYUMNikel gibi vanadyum da elikler iin nemli bir tane kltcdr. % 0.1 gibi biroranda kullanlmas bile, sertletirme prosesi esnasnda tane irilemesini nemlilde engeller. Vanadyum sertlik derinliini artrmakla beraber scaklk dayanmnda artrr. zellikle kesmeye alan paralarda, darbe dayanmnn artmasnsalayarak kesici kenarlarn formunun uzun sre muhafaza edilmesinde etkilidir.

WOLFRAMeliin dayanmn artran bir alam elementidir. Takm eliklerinde, kesici kenarnsertliinin muhafazasn, takm mrnn uzamasn ve yksek sya dayanmnsalar. Bu sebeple zellikle yksek hz eliklerinde, takm eliklerinde ve slaheliklerinde, alam elementi olarak kullanlr. Yksek alma scaklklarnda, eliinmenevilenip sertliini kaybetmemesini saladndan, scaa dayanml eliklerinyapmnda kullanlr.


11/20

11



NOBYUMTane inceltici ve karbr yapc etkiye sahip olduundanakma snrnn ykselmesine ve sertliin artmasnasebep olur.

TTANYUMKuvvetli karbr yapc zellii vardr ve sertlii artrr.elik retimi esnasnda deoksidan olarak da kullanlr.Tane inceltici yapya sahiptir.

KOBALTYksek scaklklarda tane bymesini yavalatr bunedenle daha ok hz eliklerine ve scaa dayankleliklere ilave edilir.



ALMNYUMEn gl deoksidandr. eliin stlmas durumunda tanekabalamas ve yalanmay azaltr. Tane inceltici zellie sahiptir.

BORDk ve orta karbonlu eliklerde sertleebilme zelliini arttrr.Sakinletirilen dier bir deyile durgunlatrlan eliklere 0.0005 -

0.003 kadar dk oranda katlrlar. BAKIR

Scak ekillendirmede krlganlk yaratan bakr iin % 0.5 oran pekalmaz. Sneklii ciddi oranda drr. Buna ramen korozyondayanmn ve sertlii arttrr.

AZOTYap iinde nitrrl bileikler oluturularak eliin sertliini artrr.Mekanik dayanm ve korozyona kar direnci artrr.


12/20

12


ELN SINIFLANDIRILMASIKimyasal bileimine gre: Alamsz elik Alaml elik (dk alaml, yksek alaml)

%C oranna gre < %0,1 C Saf demir %0,1 C - %0,2 C Az (Dk) karbonlu elik %0,2 C - %0,5 C Orta karbonlu elik %0,5 C - %2,06 C Yksek karbonlu elik Aa doru inildike

Kullanm yerinde istenen zellie gre: Ktle elii (alamsz) Kalite elii (alamsz/alaml) Soy elik

Kullanm Yerine Gre malat elii (yap elii, slah elii, sementasyon elii, nitrasyon elii, paslanmaz

elik, yay elii) Takm elii

Alamsz takm elii Souk i takm elii (alamsz/alaml) Scak i takm elii Hz elii



13/20

13




14/20

14


Dk Karbonlu elikler

Tm elikler arasnda en byk miktarda retilen elikler bu gurubagirer. Genellikle % 0.25den daha az karbon ierirler.

Bu tip eliklerde sl ilemle martenzit yaps elde edilemedii iinmukavemetlerinin artrlmas ancak souk ileme ile mmkndr.


Orta Karbonlu elikler

Orta karbon elikleri % 0.25 - % 0.60 arasnda karbon oran iereneliklerdir. Bu alamlarsl ileme (stenitleme, hzl soutma vemenevileme) tabi tutularak mekanik zellikleri iyiletirilebilir.

Alamsz orta karbonlu elikler dk sertletirilebilirlie sahiptirlerbundan dolay sadece ok ince kesitleri uygun birekilde

sertletirilebilir.


15/20

15


Yksek Karbonlu elikler

Yksek karbon elikleri % 0.60 - % 1.4 arasnda karbon ieren ensert, en dayankl ve en dk sneklie sahip karbon elikleridir.

Bu elikler yksek anma dayancna sahip olup neredeyse tamamsertletirilmi menevilenmi halde kullanlrlar.

Takm ve kalp elikleri yksek karbon alamlar olup, genelliklekrom, vanadyum, tungsten ve molibden ierirler.


Paslanmaz elikler

Paslanmaz elikler deiik ortamlarda korozyona (paslanmaya)kar olduka yksek diren gsteren eliklerdir.

Bu malzemelerin temel alam eleman krom olup elikteki arlkoran en az % 10.5 olmaldr.

Korozyon direnci elie, nikel ve molibden eklenerek artrlabilir.


16/20

16


stenitik paslanmaz eliin mikroyaps


Yksek mukavemet dk alam eliinintemperlenmi martenzit mikroyaps


17/20

17


DKME DEMR

%2,06-%6,67 orannda karbon ieren Fe-C alamdr. Gevrektirler.stenilen para retimi sadece dkm ve talal ekillendirme ilegerekletirilir. Dayanm ykseltici sl ilemlerin uygulanmas, eliklerekyasla daha snrldr. Piyasada kullanlan dkme demirlerin karbon oranmaksimum %5-%5,5tir.

Dkme demirler kendi iinde snflandrlrsa; Kr (Gri) DD

Lamel grafitli DD Kresel grafitli DD (sfero DD, nodler DD)

Beyaz DD Temper DD

-Beyaz temper DD- Siyah temper DD


6310448Ferrit + Prlit2.4-2.7C,1.25-1.55Si


18/20

18



Gri dkme demirin mikroyaps


19/20

19


kresel dkme demirin mikroyaps


Beyaz dkme demirin mikroyap grnm


20/20


Kaynaka: .Gle-A.Aran, Malzeme Bilgisi Cilt 2

S.Z.Elgun, MET205 Material Science

M.Yksel.Malzeme Bilimleri Serisi Cilt 1

Prof.Dr.Blent Eker. Ders Notlar

demir karbon denge diyagrami

Documents