8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
1/20
1
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
Demir Karbon DengeDiyagram
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
Saf Demirin Souma ve Isnma Erileri
769C Curie noktasdr. Bu scakln altnda Fe manyetik zellikgsterir.
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
2/20
2
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
Fe-C Denge Diyagram
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
Fe-C Denge Diyagram
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
3/20
3
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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.
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
4/20
4
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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.
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
PERTEKTK DNM
Peritektik Dnm
1KKE +
kkE C +1493
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
5/20
5
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
PERTEKTK DNM Peritektik Dnm
1KKE +
kkE C +1493
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
6/20
6
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
TEKTK ALAIM
tektik Alam (Ledeburitik Alam %4,3 Cli)
%2,06 C - %4,3 C tektikalt alam
%4,3 C - %6,67 tektikst alam
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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.
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
7/20
7
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
KARBON ORANININ ETKSelik iersine ilave edilen karbon oran, eliin dayanmn sertliini etkiler.
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
eliin darbe dayanm vesneklii zerine karbonunetkisi
eliin ekme ve akmadayanm ve sertlii zerinekarbonun etkisi
KARBONUN ELK ZELLKLERNE ETKS
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
8/20
8
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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..
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
9/20
9
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
ALAIM ELEMENTLERNN ELKYAPISINA ETKS
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.
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
ALAIM ELEMENTLERNN ELKYAPISINA ETKS
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.
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
10/20
10
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
ALAIM ELEMENTLERNN ELKYAPISINA ETKS
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.
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
ALAIM ELEMENTLERNN ELKYAPISINA ETKS
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.
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
11/20
11
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
ALAIM ELEMENTLERNN ELKYAPISINA ETKS
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.
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
ALAIM ELEMENTLERNN ELKYAPISINA ETKS
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.
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
12/20
12
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
13/20
13
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
14/20
14
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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.
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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.
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
15/20
15
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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.
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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.
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
16/20
16
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
stenitik paslanmaz eliin mikroyaps
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
Yksek mukavemet dk alam eliinintemperlenmi martenzit mikroyaps
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
17/20
17
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
6310448Ferrit + Prlit2.4-2.7C,1.25-1.55Si
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
18/20
18
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
Gri dkme demirin mikroyaps
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
19/20
19
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
kresel dkme demirin mikroyaps
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
Beyaz dkme demirin mikroyap grnm
8/14/2019 Demir Karbon Denge Diyagrami
20/20
24.11.2008 Prof.Dr.Ayegl AKDOANEKER
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