Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİRYrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR

MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MALZEME BİLİMİMALZEME BİLİMİ--Fazlar Fazlar --

Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen vebelirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adıverilir.

Fazlar; bu atom düzenlerinden ve toplam iç yapıda bufazların oluşturdukları tanelerden meydana gelir.

FAZ KAVRAMI

Sıvı çözeltide olduğu gibi, katı durumda da birelementin atomları diğer bir elementin kafes yapısıiçerisinde uygun bir yer bulup yerleşmesi ile katıçözelti meydana gelir.

Uygun yerler arayer veya yeralan (ikame) olabilir. Hume-rothery kuralı gerçekleşmişse tam ve sınırsız

bir çözünme (karışma) sağlanabilir.

KATI ÇÖZELTİ

Hatırlatma Atom yarıçaplarındaki farkın %15’ten

az olması gerekir. İki elementinde aynı kristal yapıya

sahip olması gerekir. Aynı elektronegatifliğe (elektron çekme

kabiliyeti) sahip olmaları gerekir. Aynı valansa sahip olmaları gerekir. Yoğunluklarının birbirine yakın olması

gerekir.

Hume-Rothery kuralları:- Boyut faktörü- Kristal yapısı- Valans- Elektronegativite

Bir elemente diğer bir element karıştırılacak olursa,

daima toplam iç enerji mimimum olacak şekilde yeni

atom düzenleri meydana gelir.

Fazlar: İç enerjinin min. olmasını sağlayacak şekildeoluşurlar.

Bir sistemde enerji durumu: Sıcaklık, kimyasalbileşim, basınç gibi değişkenler ile belirlenir.

Eğer basınç sabit ise (atmosferik basınç) sisteminenerjisi, kimyasal bileşim ve sıcaklık tarafındanbelirlenir.

SİSTEMDE ENERJİ

Kimyasal bileşim ve sıcaklığa bağlı olarak belirlişartlarda hangi fazların stabil olduğu faz diagramlarıile belirlenir.

FAZ DİYAGRAMLARI

Fazların Özellikleri:• Bir fazın her yerinde yapı ve atomik diziliş aynıdır.• Bir faz kabaca her yerinde aynı kimyasal bileşim ve

özelliklere sahiptir.• Bitişik veya civar fazlar arasında kesin bir arayüzey

vardır.

(a) Suyun 3 hali; gaz, sıvı ve katı. Her biri bir fazdır. (b) Su ve alkol; tam çözünme.(c) Tuz ve su; sınırlı çözünme.(d) Su ve yağ; hiç çözünmeme.

Çözünürlük ve Katı ÇözeltilerÇözünürlük: Bir malzemenin bir miktarının ikinci birmalzemede ikincil faz oluşumuna sebep olmaksızıntamamen erimesidir.Sınırsız çözünürlük: Bir malzemenin diğer malzemedehiçbir zaman ikincil faz oluşturmaksızın çözünmesidir.Sınırlı çözünürlük: Çözücü malzemede sadece maksimummiktarda çökeltinin çözünmesidir.Kopolimer: İki veya daha fazla değişik tür monomerinözelliklerin karışması fikrinden hareketle birleşmesi ile oluşanpolimerdir.

(c) Cu ve Zn alaşımları sınırlı çözünmeden dolayı%30’dan fazla Zn çözemez, ikinci faz bölgelerioluşturur.

2. Faz

KatıÇözelti

(a) Sıvı Cu ve Ni, tam çözünür.(b) Katı Cu ve Ni kristal yapıda rastgele yerlere yerleşmek suretiyle tam katı çözelti oluşturur.

Katı eriyik mukavemetlendirmesi: Katıeriyik oluşturarakmetalik malzemenin mukavemetinin artırılmasıdır.

Dispersiyon mukavemetlendirmesi/sertleştirme: Metalikmalzemelerin ultra-ince dispersiyonları ikincil faz olarakoluşturulması ile mukavemetlendirilmesidir.

Bakırın akma mukavemetiüzerine değişik alaşımlarınetkileri. Nikel ve çinkoatomları bakır atomları ileyaklaşık aynı büyüklükteama berilyum ve kalayoldukça farklı boyutlardadır.Atomik boyutlardaki farklarve alaşımlama miktarındakideğişim katı-eriyikmukavemetlendirmesiniartıracaktır.

Katı Eriyik MukavemetlenmesiCu-Ni sisteminde orijinal Cu kafesine bilinçli olarak Niarayer atomları sokulduğu için, Cu-Ni alaşımı saf Cu’dandaha yüksek dayanıma sahiptir.

Cu-Zn sisteminde,%40’dan daha az çinko bakıra ilaveedildiğinde, Zn yeralan atomu olarak davranır, Cu-Znalaşımını mukavemetlendirir.

MİKROYAPIDA FAZLAR

İkili faz diyagramları: İki bileşenli sistemlerin faz

diyagramları.

Üçlü faz diyagramları: Üç bileşenli sistemin faz diyagramları.

Izomorfoz faz diyagramları: Bileşenlerin limitsiz çözünürlük

gösterdiği faz diyagramlarıdır.

Likidüs sıcaklığı: Katılaşmada ilk katının oluşmaya başladığı

sıcaklıktır.

Solidüs sıcaklığı: Alt sıcaklıklarda, tüm sıvının tamamıyla

katılaştığı sıcaklıktır.

GİBBS FAZ KURALI

Gibbs faz kuralı–Serbestlik derecesinin sayısını tanımlarveya fazın sıcaklık ve kompozisyonunu belirlemek içindeğişken sayılarını sabitleyen (2+C=F+P basınç ve sıcaklıkdeğişebilir, 1+C=F+P basınç veya sıcaklık sabit)F-S diyagramı: Değişik sıcaklık ve basınç koşullarındafazların termodinamik kararlılığını tanımlar (tekli fazdiyagramları gibi).

Fazın KompozisyonuAlaşımdaki her faz, fazdaki her elementin yüzdesi olarak ifade edilen bir kompozisyona sahiptir.Sabit bir bas basınç için geçerli olan Gibbs faz kuralı:F + P = C + 1F: Serbestlik DerecesiC: Sistemdeki bileşenlerin sayısıP: Faz sayısı

Bir sistemde bileşen ve faz sayısının belirli olmasıdurumunda serbest değişken olup olmadığınıbelirlemede kullanılan bir kuraldır.

F = C – P + 2Basıncın değişken bir parametre olması durumu

Basıncın sabit olması durumu (en çok kullanılan bağıntı)

F = C – P + 1Serbest değişken

sayısı Faz sayısı

Bileşen sayısı

GİBBS FAZ KURALI

Sıvı

(katı)

S +

Likidüs çizgisi

Solidüs çizgisiT,

Sıca

klık

Kimyasal bileşim: Kompozisyon

TB

TA

S + Sıvı

(katı)

T

T2

X1 XXs

X1 kompozisyonuna sahip alaşım:T1 de: ST2 de: S+T3 de: fazlarına sahiptir.

T1

T3

b noktasında: P=2 (2 Faz: sıvı ve ) C=2 (Bileşenler: A ve B) F = 2 – 2 + 1 = 1 Tek değişken: Sıcaklık

c noktasında: P=1 (1 Faz: sıvı) C=2 (Bileşenler: A ve B) F = 2 -1 + 1 = 2 Değişkenler: Sıcaklık ve bileşim.a noktasında:

P=2 (2 Faz: sıvı ve ) C=2 (Bileşenler: A ve B) F = 2 – 2 + 1 = 1 Tek değişken: Sıcaklık

Gibbs kuralı kullanılarak eldeedilen soğuma diyagramları, fazdiyagramlarını oluşturmadaönemli bir araçtır.

GİBBS KURALI VE FAZ DİYAGRAMLARI

İki faz bölgesinde serbestlik derecesi1 olduğu için sıcaklık belirlendiğindeiki fazın kompozisyonu daimasabitleştirilir.Bağ çizgileri tek fazlı bölgedekullanılmaz.Bağ çizgisinin uçları dengedeki 2fazın kompozisyonlarını gösterir.

İkili faz diyagramı: İkifazlı bölgede alaşımvarsa istenen sıcaklıktakialaşım kompozisyonunubir bağ çizgisi ilebelirleyebiliriz. Bu Gibbsfaz kuralının sonucudur.

Sıvının soğuması

nın soğuması

Katılaşma aralığı

TA

T

t

Diagramda saf element için erime noktasındaki (TA) durum: • P = 2 (sıvı ve olarak 2 faz)• C = 1 (Tek bileşen A)

F=1-2+1=0

Basınç sabit, kimyasal bileşimdedeğişmediği için tek değişken olansıcaklıktır. Ancak budaerime/katılaşma boyunca sıcaklıksabittir-serbest değişken bulunmaz.

ERİME NOKTASINDA GİBBS KURALI

Faz diagramında, fazların oranlarını ve bileşimlerinibulmak için terazi/levye kuralı (lever rule) kullanılır.

Faz diyagramları:Hangi sıcaklık ve bileşimde hangi fazlar var?Bu fazların bileşimi nedir?

TERAZİ/LEVYE KURALI

Alaşımlarda var olan fazların nispi oranları hesaplanabilir. Tek faz bölgesindeki fazın oranı %100’dür. Buna karşın 2 faz bölgesinde her fazın oranını

hesaplamak gerekmektedir.

T

xba

x bileşiminin T sıcaklığında bileşim oranları:

b-x

x-a

100% abax

100% abxbS

%100%% S

S+S

Tam çözünme: Bir elementin diğeri içerisinde sınırsız çözünebilmesi. Hiç çözünmeme: Bir elementin diğeri içinde hiç çözünememesi. Sınırlı çözünme: Bir elementin diğeri içerisinde kısıtlı çözünebilmesi.

a) b) c)

ÇÖZÜNME DURUMUNA GÖRE

Cu-%40 Ni alaşımı için aşağıdaki sıcaklıklarda serbestlik derecelerini bulunuz(a) 1300 oC, (b) 1250oC ve (c) 1200 oC.

ÖRNEK

• %40 Ni’den geçen çizgi alaşımın

kompozisyonunu gösterir:

• 1300 oC’de sadece sıvı mevcuttur.

Sıvı %40 Ni içerir.

• 1270 oC’de iki faz mevcuttur. Sıvı

%37 Ni ve katı %50 Ni içerir.

• 1250 oC’de yine iki faz mevcuttur.

Sıvı %32 Ni ve katı %45 Ni.

• 1200 oC’de sadece katı vardır.

Katı %40 Ni içerir.

Cu-%40 Ni alaşımı için aşağıdaki sıcaklıklarda serbestlik derecelerini bulunuz(a) 1300 oC, (b) 1250oC ve (c) 1200 oC.

Cu - Ni faz diyagramlarında Basınç sabit olduğu için eşitlik: (1 + C = F + P) olur.(a) 1300oC,

P=1 (Sadece sıvı faz), C=2 (Cu ve Ni)

Böylece;1 + C = F + P 1 + 2 = F + 1 F = 2

ÖRNEK

(b) 1250oC, İki faz mevcut; P = 2, (Sıvı ve katı)Cu ve Ni den dolayı; C = 2:1 + C = F + P 1 + 2 = F + 2 F = 1(c) 1200oC, P = 1, sadece katı faz;C = 2, (Cu ve Ni). 1 + C = F + P 1 + 2 = F + 1 F = 2

ÖRNEK

40% Ni kompozisyonunda dikey çizgi çizilir;-1300oC: Sadece sıvı faz mevcut. -1270oC: 2 Faz mevcut: Sıvı ve katı.

Sıvı (S) faz 37% Ni,Katı () faz 50% Ni

konsantrasyonuna sahip.

ÖRNEK

--12501250ooC: C: İki faz mevcut.Sıvıda (L) 32% Ni, katıda() 45% Ni mevcut--12001200ooC: C: Sadece katı () mevcut; 40% Nikonsantrasyonuna sahiptir.

100 gr ağırlığına sahip Cu-40% Ni alaşımı, 1250oC de (a) hangi fazlara sahiptir? (b) bu fazlarda ağırlığı nedir?

Sadece 2 faz mevcuttur: Sıvı faz (L) v katı faz (). x ; ’nın oranı olacak olursa;

xL= 1 - x. Sıvının oranıx = (40-32)/(45-32) = 8/13 = 0.62 = % 62

xL = 1-x = 1-0.62 = 0.38= % 38 fazının ağırlığı; 100 gr x 0.62 = 62 grSıvının ağırlığı; 100 gr x 0.38 = 38 gr.

Cu-%40 Ni alaşımında1250 °C’de alfa ve L fazının miktarlarını hesaplayınız?

Cu-Ni sisteminde 1250 °C’deki bağ çizgisi.

Sıca

klık

S, Sıvı

, Katı

S+

%B

Sıvı

Sıvı

TA

TB

Tamamen sıvı faz

Tamamen katı faz.: %x oranında B elementi içerir.X

% 90 Sıvı + %10

%60 Sıvı + %40

%10 Sıvı + %90

TAM ÇÖZÜNME

TA

TB

ÖtektikSıcaklık

%B

S

A+B

A+S S+B

•

•

••

•

•

•

•

••

••

•

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

X2

Ötektik Bileşim

X1 X3

1.Alaşım 2.Alaşım 3.Alaşım

2

1

3

4

5

2

1

3

4

5

2

1

3

Sıvı Sıvı Sıvı

A

A

Proötektik A

Sıvı

Sıvı

Ötektik A Ötektik B

Ötektik YapıÖtektik A Ötektik B

Proötektik B Ötektik A Ötektik B

B

Sıvı

A Kristalleri(Açık renk)

B Kristalleri(Koyu renk)

HİÇ ÇÖZÜNMEME

Ötektik reaksiyon; sıvı fazın ani olarak iki ayrı katı faza dönüşmesi reaksiyonudur.

Ötektik noktadan uzaklaştıkça, ötektik reaksiyon,dönüşüm öncesi var olan sıvı faz kadargerçekleşir.

Sıvı (Katı) + (Katı)Soğuma

Ötektik reaksiyon:

Ötektik nokta

ÖtektikSıcaklık

ÖTEKTİK YAPI

Fö = C – P + 1 = 2 – 3 + 1 = 0

Katılaşma sırasında çekirdeklenme

birçok noktadan başlar.

Bu çekirdekler tabaka şeklinde

büyürler.

Birbirlerine temas etmeleri ile ince

ve tabakalı yapı meydana gelir.

Çekirdeklenme ne kadar çok

noktadan meydana gelmişse yapı o

kadar ince tabakalı (veya küçük

taneli) olacaktır.

“A” kristal taneleri(Açık renk)

“B” kristal taneleri(Koyu renk)

Ötektik reaksiyon ile oluşan katı faz.– Lamelli (tabakalar şeklinde paketlenmiş)– Nodüler (matris faz içerisinde küresel diğer fazın bulunması)

Lamelli yapıda iki katı faz birbiri üzerine paketlenmiş tabakalar şeklindedir. Her birtabaka bir tanedir.

21

NodularYapı

LamelliYapı

ÖTEKTİK YAPI

Alaşım sistemlerinin çoğunda görülür. B elementi A’nın içerisinde sınırlı olarak çözünebilir. Oda sıcaklığında X1 kadar, sıcaklık

arttıkça (ötektik sıcaklıkta) X2 kadar çözünebilir. Sıcaklıkla ısıl aktivasyon artar ve boşluk miktarı artar.

SINIRLI ÇÖZÜNME

Aynı şekilde A elementi B içerisinde sınırlı miktarda çözünebilir. Oda sıcaklığında X3 kadar, sıcaklık arttıkça (ötektik sıcaklıkta) X4 kadar çözünebilir. (Sıcaklıkla ısıl aktivasyon artar ve boşluk miktarı artar).

Çözeltiye giremeyen yabancı atomlarkendilerinin çoğunlukta olduğu yeni atomdüzeni (faz) oluştururlar.

A’nın çoğunlukta olduğu katı çözelti fazınıoluşturur,

B’nin çoğunlukta olduğu katı çözelti fazınıoluşturur.

Fiziksel ve kimyasal özellikleri farklı olan ikikatı faz ve aynı yapıda bir aradabulunabilir.

fazı:2. Faz ve Katı çözelti

fazı: KatıÇözelti

Ötektik Bileşim

XöÖtektik altı bileşim(hypo)

Ötektik üstü bileşim(hyper)

S

+S S+

+

TA TB

%B

ÖtektikSıcaklık

Ötektik Bileşim

X1 X3

X2 X4

Xö

•••

•

X1

1

3

4

2 ••

•

•

X2

1

3

4

2

•5

•••

X3

1

3

2

•4

••

Xö

1

2

•3

TATB

%B

S

+S S+ +

I II III IV

Tö

2

1

3

2

1

3

4

2

1

3

4

5

2

1

3

4 Ötektik

Ötektiköncesi

Ötektik

Ötektiköncesi

( dan ayrışan)

I II III IV

FAZ DİYAGRAMLARI: Sınırlı Çözünme

Soğuma sırasında bir katı fazdan iki ayrı katı fazın oluşması reaksiyonudur.

(Katı)

(Katı) + (Katı)Soğuma

Ötektoid reaksiyon:

ÖTEKTOİD REAKSİYON

S

+S S+

+

+

TATB

%B

Tötektoid

Tötektik

XötektikXötektoid

1

2

••

Kısmi çözünürlük gösteren alaşım sistemlerinde elementlerin ergime sıcaklıklarının çok farklı olması durumunda meydana gelen faz reaksiyonlarıdır.

Sıvı + (Katı) (Katı)SoğumaPeritektik reaksiyon:

(Katı) + (Katı) (Katı)SoğumaPeritektoid reaksiyon:

PERİTEKTİK VE PERİTEKTOİD REAKSİYON

Sıvı + (Katı) (Katı)SoğumaPeritektik reaksiyon:

(Katı) + (Katı) (Katı)SoğumaPeritektoid reaksiyon:

Faz diyagramlarının birden fazla reaksiyon içermeleri durumunda görülür. Arafazın tekbir kimyasal bileşik olması durumunda metaller arası fazlar söz konusudur.

Metaller arası fazlar çok sert ve gevrek malzemelerdir.

ArafazlarMetallerarası bileşikler

ARAFAZLAR VE METALLERARASI BİLEŞİKLER

Sıca

klık (

o C)

%C: ağırlık olarak

Fe3C: Sementit : Ferrit : Ostenit

Tötektoid

Tötektik

DEMİR KARBON FAZ DİYAGRAMI

Yukarıda verilen faz diyagramında bulunan 3 adet farklı faz reaksiyonlarını tespit ediniz.

1150 oC, 920 oC, 750 oC, 450 oC ve 300oC’lerde yatay çizgiler vardır.1150oC: δ + L γ, peritektik920oC: L1 γ + L2 a monotektik750oC: L γ + β, a ötektik450oC: γ α + β, a ötektoid300oC: α + β μ or a peritektoid

(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc

ÖRNEK

Sıca

klık (

o C)

%C: ağırlık olarak

Fe3C: Sementit : Ferrit : Ostenit

Tötektoid

Tötektik

DEMİR KARBON FAZ DİYAGRAMI

Sementit; demir karbon faz diyagramında metallerarasıbir bileşiktir.

Pratikte Fe-C diyagramında sementite kadar olan bölge önemlidir.

Sementit; %6,67 C konsantrasyonuna sahiptir. Atom ağrılıkları dikkate alındığında; Fe:56, C:12.

6.67123x55

12C3xFe

Ct)%C(sementi

DEMİR SEMENTİT FAZ DİYAGRAMI

Fe/C ve Fe/Fe3C FAZ DİYAGRAMI

Sıca

klık (

o C)

%C: ağırlık olarak

Fe3C: Sementit : Ferrit: Ostenit: Delta demir

Tötektoid

Tötektik1148oC

Fe/Fe3C FAZ DİYAGRAMI

Sementit : Fe3CFerrit : Perlit : + Fe3COstenit: Delta demir: Ledeburit.

%C: ağırlık olarak

Dökme demirÇelik

Tötektoid

Tötektik (ostenit)

+S S

+S

Lede

burit

Perli

t

1148oC

DEMİR SEMENTİT FAZ DİYAGRAMI

+Fe3C+

+Fe3C

A1

A3Acm

A1 sıcaklığı: Ötektoid reaksiyon sıcaklığı A2 sıcaklığı: Küri sıcaklığı (769oC). Bu sıcaklıkta manyetiklik kaybolur. A3 sıcaklığı: Ötektoid altı çeliklerde tam ostenit alanına geçiş sıcaklığı (C oranına bağlı

olarak değişir) Acm sıcaklığı: Ötektoid üstü çeliklerde tam ostenit alanına geçiş sıcaklığı (C oranına bağlı

olarak değişir)

ÇELİK İÇİN ÖNEMLİ SICAKLIKLARÇELİK İÇİN ÖNEMLİ SICAKLIKLAR

Çelik; %2’ye kadar C içeren demir alaşımına verilen isimdir.

Otektoit çelik; %0,8 C içeren çeliğe ötektoit çelik adı verilir.

Bu kompozisyonun altındaki çeliklere ötektoit altı çelikler (C oranı < %0,8), bu

bileşimden daha fazla C içeren çeliklere ötektoid üstü çelikler (C oranı > %0,8) adı

verilir.

C oranının %2’yi geçmesi durumunda malzeme artık çelik olarak değil, dökme demir

(cast iron) olarak adlandırılır.

ÇELİK

Perlit: Ötektoit reaksiyon sonrası -Fe ve Fe3C tarafından oluşturulan özel yapıya verilen isimdir.

C miktarı %0,8 iken (ötektoit çelik) %100 perlitikyapı elde edilir.

C miktarı sıfıra doğru azaldıkça, perlit azalır, ferrit(-Fe) artar.

C miktarı %0,8’in üzerinde arttıkça, perlit miktarıazalır, sementit miktarı artar.

(ferrit) taneleri(Açık renk)

Sementit taneleri(Koyu renk)

ÇELİK

+

+Fe3CPerli

t

I II III

1234

5

1

2

34

5

1

2

3

I II III

PerlitOtektoitBileşim

Perlit

Sementit

+Perlit +Fe3C

Otektoit Bileşim

+ Perlit

γ +Fe3C

%10

0 Pe

rlit

C içeriği %2 den daha fazla olan demir-karbon alaşımıdır. Artan karbon oranı yapıyı kırılgan hale getirir. Sıvı fazdan katılaşması sırasında soğuma hızlarına bağlı olarak farklı iç yapılara sahip

olabilir. Hızlı soğuma: Beyaz dökme demir.

Yavaş soğuma: Kır dökme demir (ferritik, ferritik/perlitik, perlitik).

Temper dökme demir: BDD’in tavlanması ile.

Küresel dökme demir: Mg, Ce gibi grafiti küreselleştiren alaşım elementleri katılmasıile.

DÖKME DEMİR

Katılaşma (Sıvı fazdan katıya dönüşme) sırasında soğuma hızıyüksek tutulursa Beyaz DD elde edilir. Bu yapıda sementitbaskındır dolayısıyla sert ve gevrektir.

BEYAZ DD

Sıvı fazdan çok yavaş soğuma ile karbon difüzyonla bir araya toplanarak lamelli bir yapıoluşturur. Ferritik kır dökme demir : Çok yavaş soğuma hızı. Ferritik-perlitik kır dökme demir : Biraz daha hızlı olması durumunda. Perlitik kır dökme demir: Daha hızlı olması durumunda oluşur.

Perlit oranı arttıkça dayanım artar. Tüm durumlarda süneklik çok kötüdür. Lamelli yapıda keskin uçların oluşturduğu çentik etkisi nedeniyle mekanik özellikler çok

kötüdür.

Ferritik DD

Perlitik DD

Ferritik-Perlitik DD

Artan Soğuma Hızı

Grafit Lameller

Perlit

KIR DÖKME DEMİR

Lameller

Grafitin dayanımı demirin yanında ihmal edilebilecek kadar küçüktür. Dolayısıyla grafit bölgeler boşluk gibi davranır. Bir de keskin köşelerin oluşturduğu çentik etkisi ilave olunca yapı çok gevrek-kırılgan

davranır. Dolayısı ile kır DD’ler genelde basmaya karşı zorlanan parçalarda kullanılır. Çekme

zorlanmaları olan yerlerde kullanılmaz.

KIR DÖKME DEMİR

Lamellerin mekanik özelliklere olumsuz etkisini ortadan kaldırmakamacıyla grafitlerdeki keskin kenarları ortadan kaldırmak amacıylabazı işlemlere tabi tutulur.

TEMPER VE KÜRESEL GRAFİTLİ DD

Temper DD: Hızlı soğuma ile elde edilen beyaz dökme demir yaklaşık 950 oC’de uzun süre(48 saat) tavlanır ve sementit yapı içerisindeki kararsız karbon bir araya toplanarak tempergrafiti denilen topak halinde yapılar meydana getirir. Bu yapıda süneklik %10’a kadarartabilir.

Soğuma hızına göre Ferritik TDD, Ferritik-perlitik TDD ve Perlitik TDD şeklinde 3 farklı TDDelde edilebilir.

Ferritik TDD

Ferritik-Perlitik TDD

Artan Soğuma Hızı

Perlitik TDD

Temper grafiti

Perlit

TEMPER DÖKME DEMİR (TDD)

Eriyik DD içerisine Mg ve Sb gibi grafitleri küreselleştiren alaşım elementleri katılır. Buşekilde oluşan grafitler küresel şekillidir ve süneklik %20’lere kadar artar. Soğuma hızınagöre Ferritik KDD, Ferritik-perlitik KDD ve Perlitik KDD şeklinde 3 farklı KDD eldeedilebilir.

Ferritik-Perlitik KDD

Artan Soğuma Hızı

Ferritik KDD

Perlitik KDD

Küresel grafit

Perlit

KÜRESEL DÖKME DEMİR (KDD)

EKLER

Segregasyon: Malzemedekompozisyon farklılıklarınınbulunmasıdır. Katılaşma sırasındakiyetersiz difüzyon nedeniyle geneldeortaya çıkar.

Dengesiz katılaşmanın oluşturduğuuniform olmayan kompozisyonsegregasyonun gelişmesini veyadentrit kolları arasında kısa mesafedeoluşan ve göbek olarak bilinen mikrosegregasyonu göstermektedir.

Katı eriyik alaşımlarının katılaşmasısırasında dentritik büyüme ısısal altsoğuma/aşırı soğuma olmadığıdurumda bile tipik olarak meydanagelir.

Coring: Döküm ürünlerdekimyasal segregasyondur.Mikrosegregasyonveya dentritlerarası segregasyon olarak da bilinir.Homojenizasyon Isıl İşlemi:Dengesiz katılaşma esnasındakimikrosegregasyonları azaltmakiçin uygulanan ısıl işlemdir.Makrosegregasyon: Dengesizkatılaşma sonucu malzemedeuzun mesafelerde görülenkompozisyon farklarıdır.Sprey atomizasyon: Seramikuçlar /nozzle kullanılarak ergimişalaşım veya metallerinpüskürtülmesidir.

Sıcak Yırtılma: Mikrosegregasyon sıcak yırtılmaya veyadenge solidüs altındaki sıcaklıklarda düşük ergimenoktalı dentritler arası malzemenin ergimesine nedenolabilir.

Homojenizasyon: Sıcak yırtılma problemleri ve dentritlerarası segregasyon, homojenizasyon ısıl işlemiuygulanarak azaltılabilir.

Makrosegregasyon: Makrosegregasyon merkez ve yüzeyarasında, geniş bir mesafe üzerinde olur.