DEMİR – KARBONALAŞIMLARININ

FİZİKSEL METALURJİSİ

(YMK)

- ferrit

- ferrit

- ostenit

1394

911A3

A4

Curie noktası, A2769

1537

Zaman

Sıvı

2.86 Å

3.56 Å

2.96 Å

(HMK)

(HMK)

HMK

YMK

Fe’de Katı Eriyik Oluşumu

HMK ve YMK’daki arayer atomları. Birim hücreye yerleşebilecek maksimum çaplı yabancı atomlar siyah küreler ile gösterilmiştir.

YMK yapıda daha az sayıda, ancak daha geniş arayer boşlukları mevcuttur.

Fe – C Denge Diyagramı

Fe – C Alaşımlarında Mikroyapı Bileşenleri

Alaşım Elementlerinin Fe – C Denge Diyagramına Etkisi

Si

Al

Be

P

Ti

V

Mo

Cr

Ni

Mn

Co

Pt

C

N

Cu

Zn

Au

B

Nb

Alaşım Elementlerinin Ötektoid Noktaya Etkisi

Alaşım Elementlerinin Karbür Oluşturma Eğilimleri

Karbür Türleri

Çeliklerde Dengeli Soğuma

ötektoid

ötektoid

DEMİR – KARBON ALAŞIMLARI

Demir – Karbon Alaşımlarının SınıflandırmasıFe – C Alaşımları

Çelikler Dökme Demirler

GriDökmeDemir

KüreselGrafitliDökmeDemir

BeyazDökmeDemir

TemperDökmeDemirAlaşımsız

ÇeliklerAlaşımlıÇelikler

Az karbonluOrta karbonluYüksek karbonlu

Az Alaşımlı YüksekAlaşımlı

Mn çeliğiCr çeliğiCr-Mo çeliğiNi-Cr çeliğiNi-Cr-Mo çeliği

Paslanmaz çelikTakım çeliği

Çeliklere Alaşım Elementlerinin Etkisi

Alaşımsız Çelikler

Alaşımsız Çelikler

Alaşım Elementi < % 5 Az Alaşımlı ÇelikMn ÇelikCr ÇelikCr-Mo ÇelikNi-Mo ÇelikNi-Cr-Mo Çelik

Alaşım Elementi > % 5 Yüksek Alaşımlı ÇelikPaslanmaz ÇelikTakım Çeliği

Alaşımlı Çelikler

a) Alaşımsız çeliklerde süneklik ve toklukta aşırı azalma olmaksızın 700 MPa’dan daha yüksek mukavemet değerlerine ulaşılamaz,

b) Kalın kesitli alaşımsız çeliklerin tüm kesiti ısıl işlemle martensite dönüştürülemez. Alaşımsız çeliklerde su verme ile oluşan sertlik derinliği düşüktür,

c)  Alaşımsız çeliklerin korozyon ve oksidasyon direnci düşüktür,

d) Orta karbonlu alaşımsız çeliklerde yapının tamamen martensite dönüşmesi için su verme işlemi çok hızlı yapılmalıdır. Hızlı soğutma, ısıl işlem sonrasında parçada aşırı distorsiyona ve çatlamaya neden olur,

e)  Düşük sıcaklıklarda alaşımsız çeliklerin darbe direnci çok düşüktür.

Az Alaşımlı Çelikler

Az Alaşımlı Çelikler

Paslanmaz ÇeliklerFerritik Paslanmaz Çelikler, Martensitik Paslanmaz Çelikler, Ostenitik Paslanmaz ÇeliklerÇökelme ile Sertleşen Paslanmaz Çelikler

Takım ÇelikleriSuda Sertleşen Takım ÇeliğiŞok Dirençli Takım ÇeliğiSoğuk İş Takım ÇeliğiSıcak İş Takım ÇeliğiYüksek Hız Takım ÇeliğiPlastik Kalıp Takım ÇeliğiÖzel Amaç Takım Çeliği

Yüksek Alaşımlı Çelikler

%12’den daha yüksek oranda Cr içerirler ve bir çok ortamda üstün korozyon direncinine sahiptirler.

Ferritik P.Ç.: %12-30 Cr ve %0,12’den az C içerirler. HMK yapıdadırlar. Ni içermediklerinden ucuzdurlar.

Martensitik P.Ç.: %12-17 Cr ve %0,15-1,0 C içerirler. Su verme ve temperleme ısıl işlemleri uygulanabilir.

Ostenitik P.Ç.: %16-25 Cr, %7-20 Ni içerirler. Korozyon dirençleri ferritik ve martensitik p.ç.’den üstündür.

Çökelme ile Sertleşen P.Ç.: Ostenitik p.ç.’lerden farkları, bileşimlerinde Al, Nb ve Ta gibi alaşım elementleri içermeleridir. Düşük karbon içeriklerinde bile üstün mekanik özelliklere sahiptirler. Yaşlandırma ile sertleştirilirler.

Paslanmaz Çelikler

Paslanmaz Çelikler

Bileşimlerinde %50’ye varan oranlarda Cr, Mo, V, W, Co gibi alaşım elementi içerirler. Sıcak ve soğuk haldeki iş parçalarını kesme, dövme, vs yöntemlerle şekillendiren kalıpların yapımında kullanılırlar.

Suda Sertleşen T.Ç.: Bileşimlerinde az oranda Cr ve V bulunur. Karbon oranları %0,60-1,40 arasındadır. Su verilerek mukavemetleri arttırılır.

Şok Dirençli T.Ç.: Yüksek tokluk ve tekrarlı darbeli, yüklemelerin olduğu yerlerde kullanılırlar. Nispeten düşük C (%0,4-0,65) ve alaşım elementi olarak Si, Cr, V bazen de Mo içerirler.Zımba ve kesici bıçak yapımında kullanılırlar.

Takım Çelikleri

Soğuk İş T.Ç.:

(a) Yağda Sertleşen: Yüksek C’lu (%0,9-1,5) ve alaşım elementi olarak Mn ve az miktarda Cr ve W içerirler. Yağda su verilerek sertleştirilirler.

(b) Havada Sertleşen: Yaklaşık %1 C, %2 Mn, %5 Cr (maks.), %1 Mo içerirler. Havada soğutularak sertleştirilirler.

(c) Yüksek C’lu Yüksek Cr’lu: %1,5-2,35 C, %12 Cr içerirler. Ayrıca Mo, V ev Co da alaşım elementi olarak bulunabilir. Mo içeren türleri havada, içermeyenleri yağda su verilerek sertleştirilir.

Takım Çelikleri

Sıcak İş T.Ç.: Yüksek sıcaklıklardaki kesme ve şekillendirme işlemlerinde kullanılırlar. %0,3-0,6 C, %2-12 Cr ve Mo, W gibi alaşım elementleri içerirler. Havada sertleştirilebilirler.

(a) Cr’lu: En az %3,25 Cr ve daha az oranlarda V, W ve Mo içerirler. Yüksek tokluğa sahiptirler. Sıcak dövme kalıbı, sıcak kesme bıçağı ve Alüminyum döküm kalıplarının yapımında kullanılırlar.

(b) W’lı: %9-18 W ve %3-12 Cr içerirler. Daha yüksek sıcaklıklara dayanıklıdırlar.

(c) Mo’li: Sünekliğin ve tokluğun önemli olmadığı durumlarda kullanılırlar.

Takım Çelikleri

Yüksek Hız T.Ç.: Ana element olarak W ve Mo içerirler. Cr, V ve Co da içerebilirler. Karbon içerikleri %0,75-1,2 arasındadır. Yüksek sıcaklıklarda yumuşama, aşınma ve şok dirençleri çok yüksektir.

(a) W’lı: Kesici takım yapımında kullanılır. Maliyetleri yüksektir.

(b) Mo’li: Kesici takım yapımı ve çeşitli soğuk işlem koşullarında çalışan kalıpların imalatında kullanılırlar.

Takım Çelikleri

Plastik K.Ç.: Düşük ve orta C’lu Cr ve Ni alaşımlı az oranda V ve Mo içeren çeliklerdir. Toplam alaşım elementleri %1,5-5 düzeyindedir.

Özel Amaçlı T.Ç.: Bileşimleri suda setleşen t.ç.’lerine yakındır. Aşınma direnci ve sertleşebilirliği arttırmak için Cr, V, Mo ve Ni içerebilirler. Genellikle yağda su verme ile sertleştirilirler.

Takım Çelikleri

Takım Çelikleri

Döküm yoluyla şekillendirilen, %2-4 C, %0,5-3 Si içeren Fe-C alaşımlarıdır. Si, grafit oluşumunu sağlamak amacıyla ilave edilir.

Beyaz D.D.: Katılaşma sırasında grafit yerine karbürler oluşur. Mikroyapısında perlitik matris içinde iri demir karbürler içerirler. Yüksek abrasif aşınma direncine sahiptirler. Gri D.D.: Katılaşma sırasında grafit lameler morfolojide oluşur, ancak grafit lamelleri çentik etkisi yaptığından çekme mukavemetleri düşüktür. Talaşlı imalata çok

uygundurlar. Üstün aşınma direncine sahiptirler. Küresel Grafitli D.D.: Sıvı demirin Mg veya Cs ile aşılanması ile katılaşma sırasında grafit küresel morfolojide oluşur. Talaşlı imalatı kolaydır ve aşınma direnci, mukavemet ve

toklukları yüksektir. Mikroyapı grafit kürelerini çevreleyen ferrit ve perlitten oluşur. Temper D.D.: Beyaz d.d.’lere ısıl işlem uygulanarak elde edilirler. Yüksek sıcaklıklarda demir karbürler grafit ve demire ayrışır. Grafit düzensiz küresel (rozet) şeklinde

bulunur.

Dökme Demirler

Dökme Demirler

Dökme Demirler