konu başlığı - kocaeli Üniversitesi | mühendislik fakültesi...
TRANSCRIPT
MMT440
Çeliklerin Isıl İşlemi
4 Dönüşüm Diyagramları – ZSA ve ZSD Diyagramları
Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2011-2012 Bahar Yarıyılı
Genel Bakış
2
4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları
4.1. Giriş
4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları
4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme
4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme
4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi
4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları
4.3.1 İzotermal dönüşüm
4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm
4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi
Giriş
3
Üst Beynit
4
Östenitin dışında karbür çökelmesi
Östenit içinde karbon difüzyonu
ve Fe3C-çökelmesi
Karbona aşırı doymuş plaka
~0,2µm
~10µm
Alt birim
Demet
Üst beynit
Alt Beynit
5
Üst beynit Alt beynit
Östenitin dışında karbür çökelmesi
Östenit içinde karbon difüzyonu
ve Fe3C-çökelmesi
Östenit içinde karbon difüzyonu
ve ferritte Fe3C-çökelmesi
Karbona aşırı doymuş plaka
Ötektoid çelik mikroyapıları
6
Kaynak: Bhadeshia, 2008
Perlit 720 ºC Beynit 290ºC, izotermal dönüşüm
Beynit 180ºC, izotermal dönüşüm Martenzit
İzotermal ve sürekli dönüşümlerin
uzunluk değişimine etkisi – SEP 1861
7
Te
0,99
0,1
isotherm kontinuierlich
rela
tive
Lä
ng
enä
nde
rung
Zeit Temperatur
ts te
Kaynak: Bleck, 2008
Sıcaklık
Uzu
nlu
k d
eğ
işim
i
Süre
Sürekli İzoterm
Sürekli soğuma deneylerinin
değerlendirilmesi – SEP 1860
8
Kaynak: Bleck, 2008
F;B;A M 360°C
F;A B 570°C
A F
670°C
A
F+PA F
720°C
750°C
A
600°C
F;A P
rela
tive L
äng
enä
nd
eru
ng
TemperaturSıcaklık
Uzu
nlu
k d
eğ
işim
i
Ö
Ö
Ö
Ö
Ö
Ö
Ö
Belirlenen sıcaklıkların kısaltmaları
9
Kaynak: Bleck, 2008
Ac1 Isıtma ile östenit dönüşümü sıcaklığı
(3 faz denge sıcaklığı, ++ karbür).
Alaşımsız ve alaşımlı çeliklerde
Ac1b Isıtma ile östenit dönüşümünün başladığı sıcaklık
(3 faz alanına giriş sıcaklığı, ++ karbür).
Ac1e Isıtma ile östenit dönüşümünün bittiği sıcaklık
(2 faz alanına giriş sıcaklığı, + ya da +karbür).
Ac3 Ferritin östenite dönüşümünün bittiği sıcaklık
Accm Sementitin östenitte çözünmesinin bittiği sıcaklık
Acc Alaşım elementleri karbürlerinin östenitte çözünmesinin bittiği sıcaklık
Ms Soğuma sırasında östenitten martenzit dönüşümünün başladığı sıcaklık
(Martensit-Start)
Mf Soğuma sırasında östenitten martenzit dönüşümünün yaklaşık olarak bittiği sıcaklık
(Martensit-Finish)
Genel Bakış
10
4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları
4.1. Giriş
4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları
4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme
4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme
4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi
4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları
4.3.1 İzotermal dönüşüm
4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm
4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi
Düşük miktarda M alaşım elementi için
Fe-C faz diyagramı kesiti
11
Kaynak: Bleck, 2008
1100
Massengehalt an Kohlenstoff in %
Te
mp
era
tur
in °
C1000
900
800
700
600
5000 0,2 0,4 0,6 0,9 1,0 1,2 1,4
Ac Ac M C
Ac
Ac
M C
M C
3 cm3
3
3
1e
1b
Karbon miktarı, kütle-%
Sıc
aklık,
ºC
ZSÖ diyagramının ‘sonsuz’ yavaş sürekli
ısıtma için denge diyagramına bağlanışı
12
Kaynak: Bleck, 2008
Zeit in s
Te
mp
era
tur
in °
C
920
900
880
860
840
820
800
780
760
740
720
700
6800,1 1 10 10
210
3
1000 100 10 1 °C/s
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0
% C
920
900
880
860
840
820
800
780
760
740
720
700
680
8
Ac3
+M C3
+M C3
Ac1e
Ac1b
MC3
MC3
Süre, sn
Sıc
aklık
, ºC
ZSÖ ve ZSD diyagramları için izoterm ve
sürekli ısıtma/soğuma çevrimi
13
Kaynak: Bleck, 2008
AbkühlungErwärmung
ko
ntin
uie
rlic
his
oth
erm
log t log t
t t
t t
T TT
T T
T
T TT
TT
T
T
T
T
T
T
T
1
2 1
2
1
1
1
1
2
2
3
3
T T T1 2 3
T T T1 2 3
Isıtma
İzo
term
S
üre
kli
Soğuma
Genel Bakış
14
4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları
4.1. Giriş
4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları
4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme
4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme
4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi
4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları
4.3.1 İzotermal dönüşüm
4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm
4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi
C45 çeliği için
izoterm ısıtma ZSÖ diyagramı, A = 130 °C/s
15
Kaynak: Bleck, 2008
1000
900
800
7000,1 1 10 10 10 10 10
Zeit in s
inhomogen
homogen
M C3
M C3
760HV
720 740 760HV
700
Ac
Ac
Ac
3
1e
1b
2 3 4 5
Süre, sn
Sıc
aklık,
ºC
homojen
C45 çeliği için izoterm ısıtma ZSÖ diyagramı ve
östenit tane boyutu, A = 130 °C/s
16
Kaynak: Bleck, 2008
1000
900
800
7000,1 1 10 10 10 10 10
Tem
pera
tur
in °
C
ASTM12 11 10 9 8 6 4 0
320804020
14
10
7
5
L( m)
Zeit in s
Ac
Ac
Ac
inhomogen
M C
homogen3
1e
1b
3
3
2 5
Süre, sn
Sıc
aklık,
ºC
homojen inhomojen
Rulman çeliğine (100Cr6) ait
izotermal ZSÖ diyagramı
17
1300
1200
1100
1000
900
800
700
Tem
pe
ratu
r in
°C
Zeit in s
750
800
850
900
800
700600
Ab
schre
ckhä
rte in
HV
1
homogener Austenit
750inhomogener Austenit
Austenit+Karbide
Ferrit+Austenit+Karbide
Ferrit+Karbide (Weichglühgefüge)
0,01 0,1 1 10 10 10
Aufheizgeschwindigkeit bis Haltetemperatur: 130°C/s
Ac
Ac
Ac
1e
1b
2 3
Kaynak: Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle Süre, sn
Sıc
aklık
, ºC
Homojen östenit
Su v
erm
e s
ert
liği, H
V1
İnhomojen östenit
östenit+karbür
ferrit+östenit+karbür
ferrit+karbür (yumuşak tavlama yapısı)
Östenitleme sıcaklığına ısıtma hızı: 130ºC/sn
Genel Bakış
18
4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları
4.1. Giriş
4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları
4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme
4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme
4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi
4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları
4.3.1 İzotermal dönüşüm
4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm
4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi
G15CrNi6 çeliğine ait
sürekli ısıtma ZSÖ diyagramı
19
Kaynak: Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle
homogener Austenit
inhomogener
Austenit
Ferrit+Austenit+Karbide
Ferrit+Perlit+Austenit
Ferrit+Perlit
Ac
Ac
Ac
Ac
Aufheizgeschwindigkeit in °C/s
Tem
pe
ratu
r in
°C
2400 1000 300 100 30 10 3 1 0,22 0,05
1300
1200
1100
1000
900
800
7000,1 1 10 10 10 10 10
Zeit in s
3
1e
1b
2
2 3 4 5
Süre, sn
Sıc
aklık
, ºC
Homojen östenit
östenit+karbür
ferrit+östenit+karbür
ferrit+perlit
Isıtma hızı, ºC/sn
İnhomojen
östenit
+östenit ferrit+perlit
100Cr6 çeliğine ait
sürekli ısıtma ZSÖ diyagramı
20
Kaynak: Bleck, 2008
Aufheizgeschwindigkeit in °C/s
2400 1000 300 100 30 10 3 1 0,22 0,05
1300
1200
1100
1000
900
800
700
0,1 1 10 10 10 10 10
Tem
pera
tur
in °
C
Zeit in s
750
750
800
900
800
700
600
Absch
reckh
ärt
e in H
V1
homogener Austenit
inhomogenerAustenit
Austenit+Karbide
Ferrit+
Austenit+Karbide
Ferrit+Karbide (Weichglühgefüge)
Ac
Ac
Ac
850
c
1e
1b
2 3 4 5
Kaynak: Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle
Sıc
aklık
, ºC
Homojen östenit
östenit+karbür
ferrit+
Isıtma hızı, ºC/sn
İnhomojen
östenit
Süre, sn
östenit+karbür
Su v
erm
e s
ert
liği, H
V1
ferrit+karbür (yumuşak tavlama yapısı)
Genel Bakış
21
4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları
4.1. Giriş
4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları
4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme
4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme
4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi
4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları
4.3.1 İzotermal dönüşüm
4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm
4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi
C35 çeliğinde sürekli ısıtmada başlangıç
durumunun östenit oluşumuna etkisi
22
Kaynak: Bleck, 2008
Ausgangszustand Ferrit + Perlit bzw. Ferrit + Karbid
Ausgangszustand Martensit (Gefügeangaben in Klammern)
homogener Austenit
inhomogener Austenit
(homogener Austenit)
Ferrit+Perlit+Austenit(inhomogener Austenit) inhomogener Austenit
Ferrit+Perlit (Martensit)
Ac’
Ac
Ac
3
3
1
konstante Erwärmungsgeschwindigkeit in °C/s
2400 1000 300 100 30 10 3 1 0,22 0,05Tem
pera
tur
in °
C1100
1050
1000
950
900
850
800
750
700
10-1
1 10 102
103
104
105
Zeit in s
Sıc
aklık
, ºC
sabit ısıtma hızı, ºC/sn
Süre, sn
Homojen östenit
östenit
ferrit+perlit (martenzit)
Başlangıç durumu ferrit+perlit ya da ferrit+karbür
Başlangıç durumu martenzit (mikroyapıları parantez içinde verilmiştir)
Genel Bakış
23
4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları
4.1. Giriş
4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları
4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme
4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme
4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi
4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları
4.3.1 İzotermal dönüşüm
4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm
4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi
Genel Bakış
24
4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları
4.1. Giriş
4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları
4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme
4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme
4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi
4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları
4.3.1 İzotermal dönüşüm
4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm
4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi
Dönüşüm kinetiği
25
Kaynak: Bleck, 2008
Gleichgewichts-Umwandlungstemperatur Gleichgewichts-Umwandlungstemperatur
Zeit für eine50%ige Umwandlung
Wachstums-geschwindig-
keit
Umwandlungs-geschwindigkeit
Keimbildungs-geschwindigkeit
Te
mpe
ratu
r
Tem
pe
ratu
r
Geschwindigkeit Zeit
Çekirdeklenme hızı ve dönüşüm hızının
büyümeye etkisi
C şeklinde eğri oluşumu
Denge dönüşüm sıcaklığı Denge dönüşüm sıcaklığı
Hız Süre
Sıc
aklık
Sıc
aklık
Büyüme
hızı
Dönüşüm
hızı
Çekirdeklenme
hızı
% 50 dönüşüm için
süre
İzotermal bir deney sırasında dönüşüm
26
Kaynak: Bleck, 2008
= Ausgangsphase= Umwandlungsprodukt= Gleichgewichtstemperatur der Umwandlung
AUT
A = Başlangıç fazı,
U = Dönüşüm ürünü,
TG = Dönüşüm denge sıcaklığı
Sıc
aklık
JMAK-denkleminin
W(t) = 1 - exp (-btn) gösterimi
27
Kaynak: Bleck, 2008
0,99
0,01
log t
W
Wendepunkt
I II III
Sapma noktası
% 0.45 C’lu bir çeliğin izotermal dönüşüm diyagramı,
dönüşüm sırasındaki etkileşimlere ihmal edilmiş
28
Kaynak: Bleck, 2008
log t
Tem
pera
tur
B
A
A+V
V+P
B+P
M20
60
80%M
Tg
Tg
Tg
Tg
s
V
P
B
M
A+P
A+V
Sıc
aklık
A: Östenit,
V: Önötektoid çökeltiler
P: Perlit,
B: Beynit,
M: Martenzit,
MS: Martenzit başlangıç
sıcaklığı,
Tg: denge sıcaklığı
% 0.45 C’lu bir çeliğin izotermal dönüşüm diyagramı,
dönüşüm sırasındaki etkileşimler verilmiş
29
Kaynak: Bleck, 2008
log t
Tem
pera
tur
B
A A+V
A+V
V+P
B+P
M
20
60
80%M
Tg
Tg
Tg
S
V
P
B
M
A+P
A+B
Sıc
aklık
34Cr4 çeliğinin izotermal ZSD diyagramı
30
Kaynak: Bleck, 2008
3
1
2 3 4 5 6
Östenitleme sıcaklığı 850 ºC
(Bekleme süresi 5 dk) ısıtma süresi 2 dk.
Kimyasal
bileşim
Östenit alanı Ferrit oluşum alanı
Perlit oluşum alanı
Beynit oluşum alanı
Martenzit oluşum alanı
HRC ya da HV olarak sertlik değeri 80 Faz miktarları
Sıc
aklık
, ºC
Süre Saat
Dakika
Saniye
100Cr6 çeliğinin izotermal ZSD diyagramı
31
Kaynak: Bleck, 2008
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1 10 10 10 10 10 10
1 10 100 1000 10000Sekunden
Zeit Minuten
A Bereich des Austenits
A+K Bereich des Austenits und Karbids
K Bereich der Karbidbildung
Härtewerte in HV
P Bereich der Perlitbildung
B Bereich der Bainitbildung
50,90...Gefügeanteile in Prozent
Bestimmungsverfahren: Dilatometrisch und metallographisch an Proben von 4 mm Dmr. und 30 mm LängeMetallographisch an Plättchen von 3 mm Dicke
Tem
pera
tur
in °
CTem
pe
ratu
r in
°C
1,04
C
0,26 0,33 0,023 0,006 1,53 0,20 <0,01 0,31 <0,01
VNiMoCuCrSPMnSiChemische Zusammen-
setzung in %
1e
1b
s
1e
1b
s
2 3 4 5 6
M
M
AK
P
B
284325
379353
424
606
668
385402464
534
590
501
529478
698
737
863
A+K P
M
M
B
Ac
Ac
Austenitisierungstemperatur 860°CHaltedauer 15 min, aufgeheizt in 3 min
Ac
Ac
50
90
50
Kaynak: Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle
Kimy asal
bileşim
Östenitleme sıcaklığı 850 ºC
(Bekleme süresi 15 dk) ısıtma süresi 3 dk.
Östenitleme sıcaklığı 1050 ºC
(Bekleme süresi 15 dk) ısıtma süresi 3 dk.
Sıc
aklık
, ºC
Süre Dakika
Saniy e
Sıc
aklık
, ºC
Genel Bakış
32
4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları
4.1. Giriş
4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları
4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme
4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme
4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi
4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları
4.3.1 İzotermal dönüşüm
4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm
4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi
34Cr4 çeliğinin sürekli ZSD diyagramı
33
Kaynak: Bleck, 2008
ChemischeZusammensetzung
C Si
0,35 0,23
Mn
0,65
P
0,026
S
0,013
Cr
1,11
Cu
0,18
Mo
0,05
Ni
0,23
V
<0,01
900
1000
800
700
600
500
400
300
200
100
01 10 10 10 10 10 10
Tem
pera
tur
in °
C
Sekunden1 10 100 1000 10000
1 10 100Minuten
StundenZeit
Bestimmungsverfahren: Dilatometrisch und metallographisch an Proben von 4,5 mm Durchmesserund 15mm Länge.
A
A
Austenitisierungstemperatur 850°C
(Haltedauer 8 min) aufgeheizt in 3 min
A Bereich des Austenits
F Bereich der Ferritbildung
P Bereich der Perlitbildung
B Bereich der Bainitbildung
M Bereich der Martensit- bildung
Härtewerte in HRC/HV
1...3 Gefügeanteile in %
56 52 46 37 34 29 23
23
240 210
180
M
M
A
430 60 75 70
15
B
X
F P3
3070
20
80
10
60
10
45
55
50
50
c3
c1
S
2 3 4 5 6
Kaynak: Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle
Östenitleme sıcaklığı 850 ºC
(Bekleme süresi 8 dk) ısıtma süresi 3 dk.
Kimyasal
bileşim
Östenit alanı Ferrit oluşum alanı
Perlit oluşum alanı
Beynit oluşum alanı
Martenzit oluşum alanı
HRC ya da HV olarak sertlik değeri 80 Faz miktarları
Sıc
aklık
, ºC
Süre Saat
Dakika
Saniye
106Cr6 çeliğinin sürekli ZSD diyagramı
34
Kaynak: Bleck, 2008
<0,01
V
1,04 0,26 0,33 0,023 0,006 1,53 0,20 <0,01 0,31
C Si Mo P S Cr Cu Mo NiChemischeZusammensetzung
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
01 10 10 10 10 10 10
1 10 100 1000 10000MinutenZeit
Sekunden
A
A+K
K
P
Bereich des Austenits
Bereich des Austenits und Karbids
Bereich der Karbidbildung
Bereich der Perlitbildung
Härtewerte in HV
Bestimmungsverfahren: Dilatometrisch und metallographisch an Proben von 4,5 mm Dmr. und 15 mm LängeThermische Analyse (Gasabschreckung) an Plättchen von 4 mm Dmr. und 0,5 bzw. 1,0 mm Dicke
B
M
RA
Bereich der Bainitbildung
Bereich der Martensitbildung
Restaustenit
Gefügeanteile in Prozent~3;~4...
Te
mpe
ratu
r in
°C
Te
mp
era
tur
in °
C
929 933 890 454 339 303 289 246
318
746 740
740
660
500
453 419 340
Ac
Ac
A+K
M
M
X
B
RA=7
RA=4 RA=3
P
60 40
40
100
100100
100
Austenitisierungstemperatur 860°CHaltedauer 15 min, aufgeheizt in 3 min
Ac
Ac
100100100
100P
25
A
X K
M
M RA=50
RA=40
X
100
1e
1b
s
1e
1b
s
2 3 4 5 6
Kaynak: Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle
Kimy asal
bileşim
Sıc
aklık
, ºC
Süre Dakika
Saniy e
Sıc
aklık
, ºC
Östenitleme sıcaklığı 850 ºC
(Bekleme süresi 15 dk) ısıtma süresi 3 dk.
Östenitleme sıcaklığı 1050 ºC
(Bekleme süresi 15 dk) ısıtma süresi 3 dk.
41Cr4 çeliğinin sürekli ZSD diyagramı,
sertlik değerleri ve mikroyapıda faz miktarları
35
Kaynak: Bleck, 2008
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
100
80
60
40
20
0
1 10 10 10 10 10
1 10 10 10 10 10
Zeit in s
Te
mp
era
tur
in °
CG
efü
gem
en
ge i
n V
ol.-%
Abkühlungsdauer von Ac bis 500°C in s
1000
800
600
400
200
0
Hä
rte
in
HV
10
M P
F
K Kf K` K
HV
Ac
Ac
HV 10 720 560 440 330 350 285 235 225
M
M
AX
F
48 20
5P
50
82
6634
38
62
B
1637
7840
s
3
1
2 3 4 5
I p pm
2 3 4 5
3
a)
b)
B
Başlangıç mikroyapısı
hacim-% 25 Ferrit +
hacim-% 75 Perlit,
östenitleme: 840 °C 15 dk.
Faz miktarları ve sertlik
Ac3 sıcaklığından 500 °C’ye soğuma hızına bağlı olarak
(Km = 7,5 sn; Kf = 43 sn,
Kp` = 80 sn; Kp = 280 sn).
Ac3-500 ºC arasındaki soğuma süresi, sn
Sıc
aklık
, ºC
F
az
mik
tarı,
ha
cim
se
l-%
Süre, sn
Se
rtlik
, H
V1
0
Genel Bakış
36
4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları
4.1. Giriş
4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları
4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme
4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme
4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi
4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları
4.3.1 İzotermal dönüşüm
4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm
4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi
S355 çeliğinin
SSD (Soğuma süresi-sıcaklık-dönüşüm) diyagramı
37
Kaynak: Bleck, 2008
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
010 10 10 10 10 10
0 2 3 4 1 2 3 4 2 2 3 4 3 2 3 4 4 2 3 4 5
Tem
pera
tur
in °
CAc3
Ac1e
Ac1b
F
P
B
M
8080
8020
202020
7550
5
45
90
10
414 244 191 178 159 151 146
t Zeit in s8/5
Sıc
aklık,
ºC
t8/5 süresi, sn
Genel Bakış
38
4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları
4.1. Giriş
4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları
4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme
4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme
4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi
4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları
4.3.1 İzotermal dönüşüm
4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm
4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi
Başlangıç yapısının dönüşüme etkisi
39
Kaynak: Bleck, 2008
Ferrit
Bainit
Martensit
Umwandlungsbeginnnach üblicherAustenitisierung
F
B
M
Beschleunigungdurch große MeX-Teilchen (Keime)
Verzögerung durch
T Kornwachstum,Me gelöst, feine MeX-Teilchen
Beschleunigung durch Verformung
Tem
pe
ratu
r
Zeit
Sıc
aklık
, ºC
Süre
Östenitleme sonrası
dönüşüm başlangıcı
Kaba MX
çökeltilerinin
çekirdeklenmeyi
kolaylaştırması
Östenitleme sıcaklığı
ile gecikme: östenit
tane büyümesi, M
çözeltide, ince MX
çökeltileri
Deformasyon ile
dönüşümün
hızlanması
ferrit
beynit
martenzit
Östenitleme sıcaklığı ve
kimyasal bileşimin etkisi
40
Kaynak: Bleck, 2008
A
MB
PF
untereutektoider Stahl
Ac
AcT
lg t
eutektoider Stahl
A
MB
P
Ac =Ac
lg t
T
T
A
MB
P
K
übereutektoider Stahl
Ac
Ac
lg t
s
3
1
3 1
s
cm
1
s
Ötektoid altı
çelik
Ötektoid
çelik
Ötektoid üstü
çelik
Alaşım elementleri ve ısıl işlem koşullarının
etkisi, M450
41
Kaynak: Bleck, 2008
Perlit-Bereich
Bainit-Bereich
Mn, Ni, Mo, Cr, V
Hohe Keimzahl (Erschmelzung)feines Austenitkorn, niedrige Härte-temperatur, C über 0,9 Massen -%
hohe Härtetemperatur , Ferrit-Voraus-scheidung, C, Cr, Mn, Ni, V
niedrige Härtetemperatur (Carbide)Halten oberhalb des Bainit-Bereichs
Martensit-Bereich
Co, Alniedrige HärtetemperaturHalten oberhalb M
C, Mn, Cr, NiMo, V, SiVorausscheidungim Bainit-Bereich
MS
Si
Mn Ni
Cr Mo V
MnNi
Geringe Keimzahl (Erschmelzung),grobes Austenitkorn, langes Halten,hohe Härtetemperatur, C bis 0,9 %
Zeit
Te
mpe
ratu
r
S
Çekirdek sayısının azalması (Ergime), östenit
tane kabalaşması, uzun süreli tutma, yüksek sertleştirme sıcaklığı, %C<0,9
Yüksek çekirdek sayısı, ince östenit taneleri,
düşük sertleştirme sıcaklığı, %C>0,9
Yüksek sertleştirme sıcaklığı, ferrit ön
çökelmesi, C, Cr, Mn, Ni, V
Düşük sertleştirme sıcaklığı (Karbürler), beynit
alanının üzerinde tutma
Düşük sertleştirme sıcaklığı,
Ms üzerinde tutma Beynit alanında
ön çökelme
Martenzit alanı
Beynit
alanı
Perlit
alanı
Süre
Sıc
aklık
Östenitleme sıcaklığının etkisi
42
Kaynak: Bleck, 2008 Kühlzeit (A bis 500 °C) in s3
Tem
pera
tur
in °
CG
efü
geante
il in
%
10 1 10 10 10 -1 2 3
1000
800
600
400
200
0
75
50
25
100
Sıc
aklık
, ºC
F
az
mik
tarı,
ha
cim
se
l-%
Ac3-500 ºC arasındaki soğuma süresi, sn
Soğuk deformasyonun etkisi,
rekristalizasyon sıcaklığı altında
43
Kaynak: Bleck, 2008
0
Höhenabnahme in %
40 60
Auste
nitkorn
grö
ße
, G
(AS
TM
)
-1
0
1
2
3
7
5
8
6
4
10 20 30 50 70
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2Umformgrad
VS , mm-1
80
70
50
10
40
60
30
20
Daralma (gerinme), %
Öste
nit t
ane
bo
yutu
, G
(AS
TM
)
Deformasyon derecesi
Deforme östenit tanelerinde çekirdeklenme
44
Kaynak: Bleck, 2008
Çekirdeklenme
başlangıcı
Tane sınırlarında
çekirdeklenmenin
hızlanması
Deformasyon
bantlarında
çekirdeklenme
Deformasyon parametrelerinin
Ms sıcaklığına etkisi
45
Kaynak: Bleck, 2008
Deformasyon değişkeni Fiziksel metalurjik mekanizma MS’e etkisi
yüksek deformasyon sıcaklığı Martenzit için uygun çekirdeklenme yörelerinde karbür oluşumu
Artan MS
düşük deformasyon sıcaklığı, düşük deformasyon miktarı
Dislokasyon yapılanması, yöresel alaşım elementi fakirleşmesi
Artan MS
düşük deformasyon sıcaklığı, yüksek deformasyon miktarı
Beynit oluşumu, difüzyonu zor olan atımların engellenmesi
Düşen MS