View
277
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
1/91malzemebilimi.net
T.C.
ADNANMENDERESNVERSTESAYDINMESLEKYKSEKOKULU
DEMN
GELECE
AYMYOYAYINLARI
DERSNOTUNO:00
MALZEMEBLGS
Hazrlayanr.Gr.SerapKARAGZ
Makine
Resim
Konstrksiyon
Programmalzemebilimi.net
Aydn2008
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
2/91malzemebilimi.net
1
NDEKLER
KONU
Sayfa No
NSZ 71. MALZEME
BLGS81.1.
TANIMLAR..8
1.2. MALZEMELERNSINIFLANDIRILMASI............ .. 8
1.2.1.
Metaller... 81.2.2.
Seramikler... 8
1.2.3. Polimerler 81.2.4. Kompozitler91.3. MALZEMESEM.91.3.1.
MaddeninYaps 91.3.1.1.
Atomlar
Aras
Balar
..
9
1.3.1.2. AtomlarnDizilileri.....12
1.3.2. Malzemezellikleri141.3.3.
malatlemleri141.4.
ALAIMLAR....... 141.4.1.
KatEriyikler(TekFazlAlamlar)141.4.2.
tektikler(iftFazlAlamlar)... 151.5. ATOMKDFZYON. 161.6. ERGMEKATILAMA...17
1.7.
ALLOTROP
FAZ
DNM.18
2. DEMR..192.1. DEMRFLZLER...192.1.1. Hematit 192.1.2. Magnetit.. 192.1.5. Pirit.. 192.1.4.
Siderit.. 192.1.3.
Limonit 192.2.
YKSEKFIRINDAHAMDEMRNRETLMES.. 202.3. YKSEKFIRINDANELDEEDLENRNLER...212.3.1.
Hamdemir
212.3.2.
YksekFrnGaz.. 212.3.3. Curuf 213. DKMEDEMR.233.1. DKMEDEMRRETM243.2.
YAPIVEGRAFTOLUUMU..253.3.
KATILAMAEKLLER 253.4.
DKMMALZEMELERDEARANILANZELLKLER.253.5.
DKMEDEMRETLER...253.5.1.
Dkme
elik
...
26
3.5.2.
LamelGrafitliDkmedemir........................................................ 263.5.3.
KreselGrafitliDkmedemir.. 26
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
3/91malzemebilimi.net
2
KONU
Sayfa No
3.5.4. TemperDkmedemir 263.5.4.1.
TemperDkmedemirretimi26
3.5.4.2. TemperDkmedemirlerinKullanmAlan. 27
3.5.5. zel
Dkmedemirler
(Alaml
Dkmedemirler)
..
27
4. ELK. 284.1. ELKRETM..................... 284.1.1. Bessemer-ThomasYntemi....... 284.1.2.
Siemens-MartinYntemi. 294.1.3.
OksijenflemeYntemi.. 294.1.4.
Elektro-elikYntemi.. 304.2.
eliklerinSnflandrlmas. 304.2.1.
retimYntemineGre.............. 30
4.2.2.
Kullanma
Alanlarna
Gre..304.2.3.
KimyasalBileimineGre314.2.4.
KaliteyeGre. 314.2.5. SertletirmeOrtamlarnaGre. 314.3. KATKIELEMANLARININELEKAZANDIRDII
GENELZELLKLER314.4.
ELKTEKATKIELEMANLARI314.4.1.
Karbon 314.4.2.
Silisyum... 31
4.4.3.
Manganez
31
4.4.4.
Fosfor... 324.4.5.
Kkrt. 324.4.6. Oksijen. 324.4.7. Azot.. 324.4.8. Hidrojen.. 324.4.9.
Bakr 324.4.10. Krom 324.4.11. Nikel 324.4.12. Wolfram.. 324.4.13. Molibden
. 324.4.14. Vanadyum... 33
4.4.15. Kobalt.. 334.4.16. Alminyum. 334.5. ELKSTANDARDLARI. 344.5.1.
elikVeDemir-KarbonAlamlarnnSnflandrlmas344.5.2.
elikVeDemir-KarbonAlamlarnnEritmeVeIsllemleri344.5.3.
AlamszVeAlamleliklerinSembolSaylar..354.5.4.
eliklerinGenelSembolSaylarleGsterilmesi. 354.5.5.
eliklerde
Garanti
Edilen
zelliklerin
Tantma
Saylar364.5.6. DemirKarbonMalzemelerinKsaGsterilmeekilleri. 414.5.6.1.
Ktle
elii.. 41
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
4/91malzemebilimi.net
3
KONU
Sayfa No
4.5.6.2.
Kalite
elikleri 42
4.5.6.3.
Otomat
elikleri
.
42
4.5.6.4. AlamlKaliteelikleri. 43
4.5.6.5.
Alamsz
Asal
elikler
Takm
elikleri
434.5.6.6. AlamszAsaleliklerMakineYapelikleri.... 44
4.5.6.7.
Az
AlamlAsalelikler... 44
4.5.6.8.
Yksek
Alaml
Asal
elikler... 45
4.5.6.9. Dkmeelikler 46
4.5.6.10.
Lamel
Grafitli
Dkmedemirler.. 46
4.5.6.11.KreselGrafitliDkmedemirler 46
5. ELKLERNISILLEMLER..475.1.
TANIMLAR. 47
5.2. ISILLEMLERNAMALARI.. 48
5.3.
DEMR-SEMENTT
DENGE
DYAGRAMI..486. TAVLAMA536.1. TAVLAMAETLER.536.1.1. NormalletirmeTav..536.1.2. YumuatmaTav.546.1.3
GerilmeGidermeTav(Temperleme).546.1.3.2.
Islah
Etme.55
6.1.3.1. Menevileme.55
6.1.4. DifzyonTav556.1.5.
YenidenKristalletirmeTav..557.
SERTLETRME.567.1.
ELKLERNSERTLETRLMES..567.2.
SERTLETRMELEMNNAAMALARI..577.2.1.
nIstma577.2.2.
AusteniteDntrme...577.2.3. BekletmeIsEmdirme...577.2.4. Sertletirme-MartenziteDntrme577.3. SUVERME...587.3.1. SuVermedeKullanlanSvlar..597.3.1.1.
Su
......................
59
7.3.1.2. TuzluSu........... 597.3.1.3. zelBileikler...59
7.3.1.4. Yalar............... 59
7.3.1.5. ErgimiTuzveMetalBanyolar.59
7.4. YZEYSERTLETRME.597.4.1.
YzeyinKimyasalBileiminiDeitirerekYaplanYzeySertletirme. 59
7.4.1.1.
Sementasyon.60
7.4.1.2. Nitrrasyon61
7.4.2.
Yzeyin
Kimyasal
Bileimini
Deitirmeden
Yaplan
YzeySertletirme(IsBirikimileyzeySertletirme)........................... 61
7.4.2.1.
Alevle
Yzey
Sertletirme ...61
7.4.2.2. EndksiyonAkmleYzeySertletirme 61
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
5/91malzemebilimi.net
4
KONU
Sayfa No
8. KOROZYON....628.1. KOROZYONETLER.628.1.1. KimyasalKorozyon628.1.2.
Elektrokimyasal
Korozyon
..
62
8.1.2.1.
Deme
Yoluyla
Korozyon62
8.1.2.2. KendiKendineKorozyon62
8.1.2.3. DAkmlardanDoanKorozyon...63
8.1.2.4. KristallerArasKorozyon63
8.2. KOROZYONDANKORUNMA...63
8.2.1. AlamYaparakKorozyondanKoruma.638.2.2. KorozyonaNedenOlanCisimleriUzaklatrmak..638.2.3. KatodikKoruma.63
8.2.4.
Kaplama
le
Koruma
63
8.2.4.1.
Madensel
Koruyucu
rtler.. 64
8.2.4.2. OrganikKoruyucurtler 64
8.2.4.3.
norganik
Koruyucu
rtler. 64
9.
DEMROLMAYANMETALLER........... 65
9.1.
BAKIR.65
9.1.1.
BakrAlamlar..659.1.1.1. DkmeBakrAlamlar. 66
9.1.1.2. DvmeBakrAlamlar. 66
9.2. ALMNYUM.67
9.2.1. Alminyum
Alamlar .679.2.1.1. DkmeAlminyumAlamlar...67
9.2.1.2. DvmeAlminyumAlamlar...67
9.3. NKO68
9.3.1. inkoAlamlar.68
9.4.
NKEL 689.4.1.
NikelAlamlar...689.5. KALAY.. 699.6.
KURUN699.7. KROM.....699.8.
WOLFRAM
..
69
9.9. MOLBDEN............ 709.10.
VANADYUM70
9.11.
KOBALT70
9.12.
KADMYUM719.13.
BZMUT.719.14. MAGNEZYUM... 719.15. TTAN.719.16. SOYMETALLER..71
9.16.1.
Platin
...
71
9.16.2. Altn 729.16.3. Gm. 72
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
6/91malzemebilimi.net
5
KONU
Sayfa No
10. PLASTKLER.7310.1. PLASTKLERNGENELZELLKLER 7310.2. PLASTKLERNRETM..7410.3.
PLASTKLERN
SINIFLANDIRILMASI
...
75
11.
KOMPOZTLER.. 77
11.1. KOMPOZTLERNSINIFLANDIRILMASI..7711.1.1. TanecikTakviyeliKompozitler 7711.1.2. LifTakviyeliKompozitler.7811.1.3. TabakalMalzemeler. 7811.2.
KOMPOZTLERNYAPISI..7811.3.
KOMPOZTLERMALZEMELERNAVANTAJLARI7812. MALZEMEMUAYENES.7912.1.
MALZEME
MUAYENELERNN
SINIFLANDIRILMASI79
12.1.1. ekilBakmndanMuayene7912.1.2. TipBakmndanMuayene ..7912.1.3. AmaBakmndanMuayene...... 7912.2.
MALZEMEMUAYENEYNTEMLER.8012.2.1. AtelyeDeneyleri................ 8012.2.1.1.GrnleBelirleme.................. 8012.2.1.2.SesDeneyi................................. 8012.2.1.3.KvlcmDeneyi......................... 8112.2.2.
Teknolojik
Deneyler
..
82
12.2.2.1.BkmeVeKrmaDeneyi.................... 8212.2.2.2.EmeVeKatlamaDeneyi........... 82
12.2.2.3.DerinletirmeDeneyi.................. 8312.2.2.4.KaynakDikiKontrol.............. 8312.2.2.5.BorularnDenenmesi................. 8312.2.2.6.BurmaDeneyi........................... 8412.2.2.7.DarbeliBkmeDeneyi............... 8412.2.3. MekanikDeneyler.. 84
12.2.3.1.
ekme
Deneyi
...........................
84
12.2.3.2.BasmaDeneyi........................... 8512.2.3.3.KesmeDeneyi...........................
85
12.2.3.4.Yorulma................................... 8512.2.3.5.Snme..................................... 8512.2.3.6.Geveme..................... 8612.2.3.7.Kayma..................................... 8612.2.3.8.Krlma.................................... 8612.2.3.9.Anma..................................................... 86
12.2.4.
Tahribatsz
Malzeme
Muayenesi
..
86
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
7/91malzemebilimi.net
6
KONU
Sayfa No
13. TASARIMDAMALZEMESEM8713.1. MALZEMESEMNDEUYULMASIGEREKEN
KURALLAR 8713.1.1.
Malzemenin
Bulunabilirlii 8713.1.2. Fiziksel,Kimyasal,MekanikVeTeknolojikzelikler ..8813.1.3. EkonomiklikDeeri...8813.1.4. KorozyonDirenci ...88
13.1.5. retimlemlerineUygunluk 88KAYNAKLAR90
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
8/91malzemebilimi.net
7
NSZ
MakineResimKonstrksiyonProgramretimprogramlarnagenelolarakbakldnda,
herdersrencilerintasarmbecerilerinigelitirmeyeynelikbtnnbirparasdr.Makine
tasarmnda amabelirli gereksinimi karlayan, alanbir sistem oluturmaktr. Belirlibir
gereksinimi karlayacak olan sistem nce dnce olarak ortaya kar. Daha sonra zm
olabilecekdncelerkdaaktarlr.Yanibirinciaamadnce,ikinciaamaiseizimdir.
Ancak
izim
aamasna
gemeden
nce
evresel
faktrler
gz
nne
alnarak
baz
koullar
belirlenir.Tasarlanansistemdekoullaryerinegetirecekparalarvebiimleriile,bubiimleri
oluturacak
imalat
yntemleri
dikkate
alnmaldr.
Sistemlerin
ilevlerini
yerine
getirebilmeleri
veekonomikmrlalmalarnemlidir.Budasistemioluturanparalariinuygunmalzeme
semeklemmknolur.
Sonuolarakbirtasarmcnnmalzemecinsi,almakoullarveimalatyntemiilikileri
konusunda yeterli bilgiye sahip olmas gereklidir. rencilerin doru malzeme seimi
yapabilmeleri iin gerekli bilgileri edinmeleri amacyla, Malzeme Bilgisi dersi retim
programnaalnmtr.
Bu dersnotuAydn MeslekYksekokulu rencilerine ynelik olarak hazrlanmtr.
Konularretimprogramnauygunolaraksralanm,iyapvemalzemezellikleriilealma
koullar
ilikileri
gz
nne
alnmtr.
Makinecilikte
en
ok
kullanlan
malzemeler
ve
malzeme
seimiileilgiligenelbilgilereyerverilmitir.
r.Gr.SerapKARAGZAYDIN2007
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
9/91malzemebilimi.net
8
1.MALZEMEBLGS
1.1.TANIMLAR
Malzeme:Biramacgerekletirmekiinkullanlanhermaddemalzemeadnalr.Bakabir
ifade
ile
belirli
n
ilemlerden
geerek
insanlarn
ihtiyalarn
karlayan
her
maddeye
malzeme
denir.
Maddeler
ilenerekmalzemeyi,malzemelerdeilenerekeyalarmeydanagetirir.Dili
yapmnda kullanlan elik, iletken olarak kullanlanbakr, uak endstrisinde kullanlan
alminyum,syaltmndakullanlanasbest,inaattakullanlanimentovb.maddelerbirama
iinkullanlanmalzemelerdir.
Atom:Ntronveprotonlardanoluanbirekirdekveekirdeinetrafndadnenelektronlardan
meydanagelenmaddeninenkkbirimidir.
Element:
Ayncinsatomlardanmeydanagelenvehernoktasndaaynzellikleritayansaf
maddedir.
Bileik:kiveyadahafazlaelementinkimyasalbirtepkimeilebirleerekoluturduumaddedir.
Karm:
ki
veya
daha
fazla
elementin
homojen
veya
heterojen
olarak
kartrlmas
sonucunda
meydanagelenmaddedir.
Saf
madde:Btnzelliklerihernoktasndaaynolanmaddedir.Safmaddeelement,karm
veyabileikeklindeolabilir.
Organik
madde:Genelliklekarbonundierelementlerleyaptbileiklerdir.
norganikmadde:Genelliklekarbondndakielementlerinyaptbileiklerdir.
1.2.MALZEMELERNSINIFLANDIRILMASI
Metaller
Seramikler
Polimerler
Kompozitler
1.2.1.MetallerDemir,alminyum,inko,krom,bakr,nikelv.belementlerbugurubagirer.Elementler
genellikle
tek
balarnakullanlmazlar.kiveyadahafazlaelementkartrlpalamyaplarakkullanlabilirhalegetirilirler.
Metaller genelolarak elektrik ve s iletkenlii, dayanm, rijitlik, ekillendirilebilirlik,
darbedirencigibizellikleresahiptirler.
1.2.2.SeramiklerKil
ve
kaolen
gibi
malzemelerin
yksek
scaklkta
piirilmesi
ile
elde
edilen
malzemelerdir. Genel olarak metal ve metal olmayan elementlerden oluan inorganik
bileiklerdir.Cam,tula,porselen,talar,tulagibimalzemelerbugurubagirer.Yaplarkararl,
korozyona
ve
yksek
scaklklara
dayankl,
sert,
krlgan,
s
ve
elektrik
yaltkanl
olan,
erime
scaklklar yksek malzemelerdir. Malzeme olarak makine sanayine de giren seramikler,
rneinrulmanlarnyuvarlanmaelemanyapmndakullanlmaktadr.Hibridrulmandadenilen
seramikrulmanlar,elikrulmanlaragresertlik,syadayanm,elastiklikgibikonulardadaha
stnzellikleresahiptir.
1.2.3.Polimerler
Polimerler
genel
olarak
plastik
ve
lastik
malzemelerdir.
Tarm
ve
petrol
rnlerinin
organik molekllerindenpolimerizasyon ilemi ile elde edilir. Genel olarak s ve elektrik
yaltkanl,dkdayanm,korozyondirencivehafiflikgibizellikleresahiptirler.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
10/91malzemebilimi.net
9
1.2.4.
Kompozitler
Kompozitlerok fazlmalzemelerdir.Birbirlerininzayfynleriniyok edecek ekildemaddeler
bir
araya
getirilerek
iyi
zellikler
kazandrlm
bileiklerdir.
Bileenler
gzle
grlebilecek niteliktedir. Beton, kontrplak, cam fiber, oto lastii kompozit malzemelerdir.
Hafif,
salam,
yksek
scaklklara
dayankl,
sert
darbelere
dayanmldrlar.
1.3.
MALZEME
SEM
Makineparalarnn uygun yntemlerle ekillendirilmeleri ve kendilerindenbeklenensrede
grevlerini
yapabilmeleri
iyap
ve
zellikleri
ile
ilikilidir.
Bir
teknik
elemann
doru
malzemeyiseebilmesiiinmalzemeleriniyapsvezellikleriileimalatyntemlerikonusundabilgisahibiolmasgerekir.Yap,zellikveekillendirmebiimibirbirinidorudanetkileyenfaktrdr. Bir tanesinin deiiklii dier iki faktr dolaysyla sonucu etkiler. Bu nedenlemalzemeseimibufaktrveilikilerigznnealnarakyaplmaldr.
1.3.1.
Maddenin
Yaps
Malzemelerin
zelliklerini
renmek
iin
atomik
yapy
bilmek
gerekir.
Doada
bulunan
btnelementleratomlardanmeydanagelmitir.
Atom
ekirdekteki
ntron
ve
protonla,
evredeki
elektronlardan
oluur.
Bir
atomun
elektron veproton saylareittir. Eitlikbozulup, atomun elektron veproton saylar farklolursaiyonadverilir.Atomdaprotonlar(+)yklventronlaryksz(ntr)olupmerkezde,elektronlar ise(-) elektrik ykl olup ekirdek etrafndabir yrngedesonsuz hzla hareketederler. ekirdek merkezdeki gne, elektronlarsa gnein etrafnda dnen gezegenlerebenzetilebilir.
Elektronlar ekirdek etrafnda kabuk (yrnge) olarak adlandrlan yerlerinde sonsuzhzladnerler.Biratomdaendkabuktabulunanelektronlaravalanselektronlaradverilir.
Elektronlarn
dizilii
malzemenin
kimyasal
zelliklerini,
atomlar
aras
ba
kuvvetini,
atom
bykln, elektrik ve s iletkenliini, optik zelliklerini ve dahabaka zelliklerini
etkilemektedir.
Cisimlerdoadagaz,svvekathaldebulunurlar.Gazlardaatomlararasmesafeok fazla,atomlararasbakuvvetizayfolduundan
atomlar
serbeste
hareket
edebilir
ve
bu
nedenle
sktrlarak
hacimleri
kltlebilir.
Svlardaatomlararasmesafeyokdenecekkadarazdr,ancakaralarndakibazayfolduundanbirbirleriiletemashalindekiatomlarserbestehareketederlervebireklesahipolamazlarvesktrlamazlar.
Katcisimlerdeisedurumfarkldr.Katlarnatomlararasndakuvvetlibirbavardrve
atomlarbirbirlerine skcabaldr. Bu nedenle katlarbelirlibir ekle sahiptir vebu ekli
bozmak
iin
(biim
deiiklii
salayabilmek
iin)
byk
kuvvetler
gereklidir.
1.3.1.1.
Atomlar
ArasBalarMaddelerinatomlararasndabelirlibirekimgc(ba)vardr.Bubamalzemelerin
dayanm,sertlikv.b.zelliklerinibelirler.Ba
kuvvetleri
yksek
ve
zayf
olmak
zere
iki
gurupta
toplanabilir.
Yksek
kuvvetli
balar; MetalikBa yonikBa Kovalent(Valans)Ba ZayfkuvvetlibaiseVanDerWaalsBadr.Atomlar
aras
ba
kuvvetli
olan
maddeler
ekillendirmeye
direnli,
ergime
scakl
yksek,
sl
genlemesidkmalzemelerdir.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
11/91malzemebilimi.net
10
MetalikBa
Metalatomlarnbiraradatutanbatrdr.Metalatomlarnnelektronlardkabukta
maksimum
sayda
olmadndan
ekirdee
bal
olarak
kabul
edilmezler.
D
kabuktaki
bu
elektronlar(Valanselektronlar)metalierisindeserbestehareketederlervebelirlibiratomaait
deillerdir.
Baka
bir
deyile,
dk
valansl
metal
elementler
valans
elektronlarn
brakarak
birelektronbulutuolutururlar.Serbesthalegeenvalanselektronlartekbiratomladeilbirok
atomla ilgili olurlar. ekirdekler (+) ykl merkezlerdir ve sonsuz saydaki (-) ykl
elektronlarlaaralarndabirekimgcolutururlar.Sonsuzsaydaki+yklekirdekle,sonsuz
saydakiyklelektronunbirbiriniekmesimetalikbameydanagetirir(ekil1.1).
ekil1.1Metalikba(Erdoan,1998)
Bir metal eilmeye zorlandnda elektronlarn durumu nedeniyle atomlar arasba
krlmazsadeceyerdeitirir.Budametallerdeelastikiyetvebiimlendirmekolaylsalar.
Metallerelektriiiyiiletirler.Metalikbalmalzemelerdeuygulananbirgerilimetkisi
altndavalanselektronlar,hareketederekdevrenintamamlanmasnadolaysylaakmaneden
olurlar.
yonik
Ba
Katcisimlerdeiyonikbaikiayrcinsatomdavalanselektronlarnnalveriinebal
olarak
oluur.Biratomvalanselektronlarnvererekdieratomundkabuunudoldurur(ekil
1.2).Elektronverenelement+ykkazanrkenalanelementykkazanr.iyonadverilenbu+
veyklatomlarbirbiriniekervebuekimgcnedeiyonikbadenir.
ekil1.2yonikba(Erdoan,1998)
yonikbalyapyabirkuvvetuygulandnda,metalikbadakigibielektronlarnhareket
rahatlolmadndan iyonlar arasndakielektrikseldengebozulur. yonikbal malzemeler
genellikle
bu
nedenle
gevrek
ve
krlgandrlar.
rnein
seramikler
iyonik
bal
malzemelerdir.
Bir iyonikbal malzemeye gerilim uygulandnda akmn akn salamak iin
iyonlarnhareketetmesigerekir.Oysaiyonlarnhareketiyavaolduundanbutrmalzemelerin
genellikleelektrikiletkenliizayftr.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
12/91malzemebilimi.net
11
KovalentBa
Valansbadadenilenbubatrndeatomlarvalanselektronlarnnbazlarnortak
kullanrlar.
Ortak
kullanlan
(-)
ykl
elektronlarla
(+)
ykl
ekirdek
arasnda
valans
ba
oluur(ekil1.3).
ekil1.3Kovalentba(Erdoan,1998)
Buekildebalmaddeleresnekdeildirveelektriiiyiiletmezler.Kovalentbalarok
salam
bir
yap
oluturur.
Ban
krlmas
iin
byk
kuvvetler
gerekir.
Elektrik
iletkenlii
de
zayftr. nkbir elektronun akm tayabilmesi iin hareket etmesi gerekir. Ba kuvvetli
olduundanbuokzordur.rneindoadakiensertmalzemeolanelmaskovalentbalbir
maddedir.
Van
Der
Waals
Ba
Asal
gazlarda
molekllerinin
birbirlerini
balayabilmesi
iin
serbest
elektronlar
yoktur.
Butipmolekllerancakokzayfbirelektrikykilebirbirleriniekerler.Buzayfelektrik
ykdemolekllerdeki+veyklmerkezlerinbirbirleriniekmesinenedenolarakbirbaolutururkibubaaDerWaalsbaadverilir.
Birokplastik,seramik,sugibimaddelerinmoleklleriguruplaarakbazlarpozitif,baz
molekllerisenegatifyklenirler.Birmoleklnpozitifyklenmiksmiledierbirmolekln
negatif yklenmi ksm arasnda meydana gelen ekim molekller arasnda zayfbirba
oluturur.
Van der Waalsbalar ikincilbalardr. Molekl ierisindeki atomlarbirbirlerine
kovalent veya iyonikba ilebalanrlar. rnein su kaynama noktasna kadar stlrsa
molekllerarasndakiVanDerWaalsbakrlr.Ancakmolekloluturanhidrojenveoksijen
atomlar
arasndaki
kovalent
ba
krmak
iin
byk
scaklklar
gereklidir
(ekil
1.4).
ekil1.4VanDerWaalsba(Erdoan,1998)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
13/91malzemebilimi.net
12
1.3.1.2.AtomlarnDizilileri
Atomlarkristal,moleklerveamorfolmakzerefarkldiziligsterirler.
KristalKafesYaps
Tm
metallerin,
seramik
malzemelerin
ounluunun,
plastik
malzemelerin
debazlarnn atom ve molekllerinin, dizili ekli vebulunduklar konum, dzgn geometrik
ekiller meydana getirir. X nlar ile yaplan aratrmalar bu malzemelerde atomlarn
bulunduklarnoktalarnbirletirilmesiyle14deiikdzgngeometrikeklesahipolduklarn
gstermitir.Bugeometrikyapyakristalkafesdenir.Metallerinoluturduukafesyapsnada
fazadverilir(ekil1.5).
ekil1.5 a)Hacimmerkezlikbikkristalkafesinesahipmetaller;Demir(,,),molibden,wolfram, vanadyumb)Yzey merkezli kbik kristal kafesine sahip metaller; Demir , alminyum, bakr, nikel, kurun, gmaltn.c)Hekzagonalskdolgulukristalkafesinesahipmetaller;Titan,Magnezyum,kobalt,inko,kadmiyum.1-Basit
monoklinik 2-U merkezli monoklinik 3-Triklinik 4-Hekzagonal 5-Rombohedral 6-Basit orthorombik 7-Hacim
merkezliorthorombik8-Umerkezliorthorombik9-Yzeymerkezliorthorombik10-Basitkbik11-Hacimmerkezli
kbik12-Yzeymerkezlikbik13-Basittetragonal14-Hacimmerkezlitetragonal(Baydur,1979)
Katlama srasnda, herbir kristal yap kendi karakterine uygun kristal dzeninioluturur.Herbirbirimhcredierinebalanr.Bunubiraacndallarnabenzetebiliriz.Bu
yapyadentrik
denir.
Dar
doru
gelien
dentritler
dierleri
ile
birleerek
taneleri
oluturur.
Birleen
dentrit
snrlarna
tane
snrlar
ad
verilir.
Yava
soutma
ile
kaba,
hzl
soutma
ile
incetanelibiryapoluur(pek,1999).
ekil1.6 Dentrikoluumu a)Katlamannbaladekirdek
b)dentrikdallanma
c)
dentrik
kollarn
birlemesi
d)
taneler
ve
snrlar
(pek,
1999)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
14/91malzemebilimi.net
13
MoleklerYap
Birbirlerinebirkuvvetlebalatomgruplarnamolekladverilir.Molekllerinibalar
kuvvetli
ancak
molekller
aras
balar
zayftr.
Bu
nedenle
Van
Der
Waals
ba
olarak
da
adlandrlrlar. Molekller arasban zayf olmas molekllerebir lde serbest hareket
yetenei
salar.
Bu
nedenle
bu
yapdaki
malzemelerin
ergime
ve
kaynama
scaklklar
dktrvekathaldebileyumuaktrlar.Kkmoleklleremanomerdenir.Manomerlerinbiraraya
gelerekbelirlikoullardabalanmaspolimerlerimeydanagetirir.Buolayapolimerizasyonad
verilir.
Polimerlerin
birdierveyaygnolarakbilinenismiplastiklerdir.
ekil1.7Molekleryap(Erdoan,1999)
AmorfYap
Kristal
yapda
olduu
gibi
dzenli
dizilmi
bir
yaps
olmayan
atomlardan
oluan
yapya
amorfyapdenir.Gazlar,svlar,hzlsoumumetaller,camv.b. malzemelerbu yapdadr.
Atomlar aras mesafe maddenin zelliine gre eit veya farkl olabilir. rnein gazlar
molekleryapdaolmasnaramen,molekllerbirbirlerindenuzakvebamszdrlar.Svlarn
isegazlar gibi akkan vedzenlibir kristal yaplar yoktur. Ancak iyapbakmndan yar
dzenlidirler.Atomlararasndakimesafebirbirinebykorandaeittir.Svhaldekimetallerin
de
atomlar
aras
mesafesi
genellikle
eit,
ancak
dzenli
bir
yaplar
yoktur.
ekil1.8Amorfyap(Erdoan,1998)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
15/91malzemebilimi.net
14
1.3.2.MalzemezellikleriMalzemelerinzelliklerimekanikzelliklervefizikselzelliklerolmakzereikiguruba
ayrlarakincelenebilir.
Mekanik zellikler, malzemelerin ykler ve gerilmeler karsnda gsterdikleri
davranlardr.
Dayanm,
sneklik,
srtnme
hz,
anma,
yorulma,
elastiklik,
uzama
v.b.zelliklermekanikzelliklerdir.Kimyasalyap,elektrikiletkenlii-yaltkanl,manyetiklik,s
karsndakidavranlarvb.isefizikselzellikleridir.
1.3.3.malatlemleriScakvesouk,talalvetalaszekillendirmegibi,makinelerinvemakineparalarnn
retilmelerisrasndakullanlantmyntemlerimalat ilemleridir.Malzemelerinmekanikve
fizikselzelliklerihemimalatilemleri,hemderetilenparanngreviniyapmasasndan
nemlidir.Malzemenin iyapszelliklerinibelirler.zellikler iseimalat yntemininseimi
iinnemlidir.
1.4.
ALAIMLARGenelliklemetaller,tekbalarnakullanlmazlar. Endstriyelamalarkarlamak iin
alamyaplarakkullanlrlar.kiveyadahafazlametalinveyaenazbirisimetaldierimetal
olmayan malzemeninbir arada ergitilmesi ileoluturulan yeni malzemeyealamdenir. Bir
baka ekilde alam, yeni zellikler kazandrmak amacyla bir metalebaka maddeler
kartrlarak elde edilen yeni malzeme olarak tanmlanabilir. Alamlar, alam tipinebalolarakkendisinimeydanagetirenelemanlarnzelliklerinitayabildiigibi,kendisinimeydana
getiren elemanlarn zellikleri ile hi ilgisi olmayan yepyenibir malzeme olarak da ortaya
kabilirler.
Metallerbelirlibirkafesyapsnasahiptir.Metallerinkafesyapsnafazadverilir.Saf
metallerde
tek
tip
faz
vardr.
Alamlarda
ise
tek
tip
faz
olabildii
gibi
iki
ve
daha
fazla
tipte
faz
olabilir.Fazlarnmeydanagelmesindealamoluturanmetallerinbileimivescaklkfaktrleri
etkilidir.Alamlarnzellikleri,alammeydanagetirenelemanlarnfazlararasndakiilgiye
baldr.Alamlarikiekildemeydanagelir.
1- KatEriyikler
2- tektikler
1.4.1.KatEriyikler(TekFazlAlamlar)Bu
tip
alamlarda alam elemanlarnn kafes sistemlerindebir deiim olur ve
elemanlardanbirininkristalkafesindeherikielemanndaatomlaryerleir.Birtekfaz(yap)
meydana
getirirler.
Sonu
olarak
yeni
zelliklerde
bir
malzeme
(alam)
oluur.
Tek
Fazl
alamlarakateriyikadverilir.Bualamlardayalnzbirkafeseklivardr.Bukafestealammeydana getiren elemanlarn atomlarbulunmaktadr. Kafesteki saynn az olduu alam
elemannnatomlarnaerimitir,kafestesaysfazlaolanalamelemanatomlarnadaeritmitir
denir.Alamelemanlarnnatomlarbyklklerinegrekafesteikiekildebulunabilirler.
Yerinegemeyoluylaoluankateriyikler
Arayaskmayoluylaolankateriyikler (ekil1.9)
ekil1.9Kateriyiklerinkafesyaplar(Baydur,1979)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
16/91malzemebilimi.net
15
1.4.2.tektikler(iftFazlAlamlar)Butipalamlardaalammeydanagetirenelemanlarnkafessistemlerindebirdeiim
olmaz.Elemanlaralamdakendikafessistemleriniaynenkorurlar.Butipalamlardaalam
orannabalolarak homojenbir yapda her iki fazndazelliigrlr. Bu nedenlebu tip
alamlar
stn
zellik
gstermez
ve
snrl
zellik
deiimi
gsterebilir.
Alamdaki
elemanlarnoranlarnabal olarak her iki elemann ortak zelliklerini veya alamda oran fazla olan
elemann zelliinin etkin olduu zellikler gsterirler. ift fazl alamlara tektik denir.
Mekanikkarmaddaverilenbutipalamlardaalamelemanlarnnortakzelliklerinesahip
bir
alameldeedilir.tektikalamlardamutlakhomojenliinsalandorantektikoran,scaklkdatektik
scaklkolarakisimlendirilir.tektikscaklkherikialamelemannndaergimescaklklar
altndakibirdeerdir.
ekil1.10dakadmiyumvebizmutmetallerininoluturduutektikyapgrlmektedir.
ekildekidengediyagramndasafhaldekiikimetalile9farklalamorannnzamanscaklk
koordinatlarndakierilerinebakldndasafmetallerbirer,alamlardaiseikierduraknoktas
olduu
grlmektedir.
Durak
noktalarnn
birletirilmesi
ile
de
yanda
scaklk
alam
oranlar
diyagram elde edilmitir. E noktas tektik oran ve tektik scakl gstermektedir. AEB
noktalar arasndaki eri svlama erisi, CED erisi ise katlama erisidir. Svlama ve
katlamaerileriarasndakiikiblgeisekatvesvfazlarnbirlikteolduublgedir.
tektikorandakialamatektikalamdenir.tektikalamlarnsafmetallergibibirtek
ergimeyadakatlamascaklvardrveaynmetallerindieroranlardakialamlarnagreen
dk ergime katlama scaklna sahiptirler. Bunun nedeni farkl metal atomlarnn
birbirlerininkristalkafesoluturmasnaengelolmasdr.Scaklkkatlamascaklnadt
zaman,herikisideaynandakristalkafeslerinioluturmayabalarlar.ekil1.10dagrld
gibi
kadmiyum
ve
bizmut
alam
iin
tektik
oran
%40
kadmiyum
%60
bizmut
eklindedir.
tektikalamlarergimederecesidkvekendiniekmeoranazolduundan,dkme
elverilidirler.
Ayrca
iri
taneli
yaplar
nedeniyle
iyi
mekanik
zelliklere
sahiptirler.
ekil1.10tektiklerinoluumu(Erdoan,1999)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
17/91malzemebilimi.net
16
1.5. ATOMKDFZYONKatcisimlerdeatomlarbulunduklaryerdebirsalnm(titreimdevinim)hareketiyaparlar.Bu
salnmhareketicisminscaklnavezerindekienerjiyebaldr.Birkatcismesverildii
zaman,snnkinetikenerjiyednmesisonucuatomlarnyapmaktaolduklartitreimhareketi
iddetlenir.
Titreimin
artmas
atomlarn
daha
fazla
yer
kaplamalarna
ve
dolaysylahacimlerinin
bymesinenedenolurkibuolayaslgenlemedenir.
Metallereverilecekolansydahadaartracakolursakatomlarntitreimhareketidaha
fazlaartar.Titreiminatomlarbirbirinebalayankuvveti yenecekseviyeyeulamasilebaz
atomlar
serbest
hareket
etme yeteneine kavuur. Is etkisi ilebaz atomlarn aradakiba
kuvvetiniyenecekbirenerjikazanarakserbesthareketetmesiolaynaatomikdifzyondenir.
Atomik
difzyondan
endstride
geni
lde
yararlanlmaktadr.
Sementasyon,
nitrrasyon,
siyanrleme,
borlama
ilemleri
atomik
difzyon
uygulamalardr.
Atomikdifzyonileserbesthareketyeteneikazananatomlar,yerleriniterkederek;
1-
Bakabirkristalkafesteyerbulupyerleebilir.
2- Kristalsnrizgilerindeyerbuluryerleebilir.
3-
Metal
ierisinde
uygun
bir
yer
buluncaya
kadar
serbest
hareket
etmeye
devam
edebilirler
(ekil1.11).
ekil1.11Atomikdifzyon(Erdoan,1998)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
18/91malzemebilimi.net
17
1.6. ERGMEKATILAMAMetalesvermeyedevamedilirse,atomikdifzyoniddetlenirveyerleriniterkederek
serbesthareketedenatomsaysartar.Svlardaatomlarserbestehareketettiklerinegre,kat
atomlardaserbestehareketediyorsakatsvhalegemidemektir.
Ergime;
metallerde
atomik
difzyonun
iddetlenmesi
sonucunda
atomlar
bir
arada
tutanbanortadankalkmasvebunabalolarakkristalkafesyapsdzenininbozulmasolaydr.
Metallereverilensbalangtametalatomlarnntitreimleriniartrmayaharcanrkenscaklk
ykselmesiolur.Ancakatomlardadifzyoniddetlenip,atomlarserbesthareketebaladandan
itibarenbtn metalktlesi ergiyinceye kadar scaklk ykselmesi grlmez. nk ergime
balangcndan,ergimebitinceyekadarverilensmetallerdekristalkafeslerinbozulmasnave
serbestkalmasnaharcanr.
Katlamasrasndaiseolaytersineiler.Ergiyikmetalinkatlamasiinsetkisinin
ortadankalkmasgerekir.Ykseksazaltldndayadaortadankaldrldndakristalkafes
yaps olumayabalar. Yani atomlar arasba oluur ve atomlarbelirlibir dzenle kristal
kafesleri oluturur. Uygulanan s dtke atomlarn titreimi azalr, aralarndaki ba
kuvvetlenir.
Ancak
dtan
uygulanan
s
yok
edilse
bile
katlama
balangcndan
bitiine
kadar
metalde
scaklkdmesigrlmez.nk kristalkafeslerinolumassrasndadoanenerji
scaklkdmesininlervescaklksabitkalr.Kristalkafesleroluupmetalkateklinialdktan
sonrasdmesitekrarbalarveortamscaklnaulancayakadardevameder(ekil1.12).
Ergime
Katlama
ekil
1.12
Ergime
Katlama
davranlar
(Baydur,
1979)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
19/91malzemebilimi.net
18
1.7. ALOTROPFAZDNMMetallerin sl erilerini izerken, ergime ve katlama noktalarndabir duraklama
grlmektedir. Bu noktalarda s iletimi srd halde scaklk deimemektedir. Baz
metallerdeergimekatlamanoktalarnndndadaduraklamalargrlr.Busradabirsre
scaklk
deimez
ve
incelenirse
sz
konusu
noktalarda
o
metalin
zellik
ve
yaplardeimektedir. Metallerde ergime noktasdnda meydanagelenzellik ve yapdeiimine
alotropiyada fazdeiimidenir. Bu metallere dealotropik metaldenir. Demir, manganez,
kobalt,titanyumalotropikmetallerernekgsterilebilir.ekil1.13dedemirinfazdeiimleri
grlmektedir.
ekil1.13Demirinalotropisi(Baydur,1979)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
20/91malzemebilimi.net
19
2.DEMR
En ok kullanlan metallerin banda gelen demir, yer kabuunun %5.6 sn
oluturmaktadr.Yumuak,kolaybiimlendirilebilen,younluu7,88gr/cm3,ergimescakl
1535C,sertlii67BSD(Brinellsertlikdeeri),uzamas%40olan,mknatslanabilen,elektrik
ve
sy
iyi
ileten
gri
renkli
bir
metaldir.
Saf demirin, laboratuarlarda aratrma amal kullanm dnda manyetik donanm,
vakum
tp
imalat
gibi
ok
kstl
kullanm
alan
vardr.
Demiri,
endstrinin
en
nemli
metali
haline getiren ierisindeki karbondur. Deiik oranlarda karbon ve dier metallerle yapt
alamlarlaistenenzelliklerkazandrlandemirokgenibirkullanmalannasahiptir.
2.1.DEMRFLZLERDoadademiresahippekokfilizvardr.Ancakdemir,ierisindekidemirmiktarve
elde
etme
kolaylklar bakmndan en ok Hematit, Limonit, Siderit ve Piritden elde
edilmektedir.
2.1.1.
HematitKimyasalbileimiFe2O3demiroran%70civarndaolan,dnyademirretimininen
fazlayapldfilizdir.
2.1.2.Magnetit
KimyasalbileimiFe3O4 demiroran%72,4olanrengikurunidensiyahakadardeien
bir
filizdir.erisindekidemiroranhematitegredahafazlaolmasnaramenmknatslanma
zelliinedeniyleergitilmesisrasndasorunyarattiindemirretimindeok fazlatercih
edilmemektedir.
2.1.3.
Limonit
Kimyasalbileimi2Fe2O3xH2O-Fe2O33H2O3,demirretimindehematittensonraen
okkullanlan,ierisindekidemiroran%50-60olandemirfilizidir.
2.1.4.Siderit
Kimyasal
bileimi FeCO3 demir oran %48,2 olan demir karbonatl filizdir. Temel
maddeleri
demir
ve
nikel
olan
bu
filizgktaolarakdabilinir.erisindebulunankarbonat
bileimi nedeniyle demir retimi srasnda fazla kire tagerektirmemesi nedeniyle retimi
ekonomikhalegetirir.
2.1.5.
Pirit
Kimyasalbileimi FeS3 demir oran %46,6 olan kkrtl demir filizidir. erisindeki
kkrtnedeniyleelikretimindekrlganlkzelliikazandrmasnedeniyledemirretiminde
en
son
sradatercihedilenfilizdir.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
21/91malzemebilimi.net
20
2.2.YKSEKFIRINDAHAMDEMRNRETLMES
ekil2.1Yksekfrn(ahin,1997)
Demir
filizlerinin
kok
ve kire ta ile bir arada ergitilmesinde kullanlan ve
kapasitelerine
gre
ykseklikleri
3090
m
arasnda
deien
frnlara
yksek
frn
ad
verilir.
Yksek frn ters kapatlm iki kesik koniden oluur. Yksek frnn i ksm ok yksek
scaklklaramaruzkaldiinkalnl1,5myibulanatetulas(amet)ilekaplanmtr.
Yksekfrnniiokscakolduuiinfrnnsoutulmasevredebulunankanallardan
sugeirilereksalanr.Frnlarndksmkalneliklevhalarlakaplanmtr.
Ate tulalarnn mr 510 yl arasndadr. Frnn st kapandan devaml olarak
kok+filiz+kiretakarmdoldurulur.Biryksekfrnarjedildikten(doldurulduktan)sonra
atelenir.Yanmasrasndatamyanamayanbirgazfrnnstksmndatoplanr.BugazaYksek
frngazyadaazgazdenir.
Yksek frnn st ksmkurutmablgesidir. Kuruma ilemi300400Cscaklklarda
olur.
Bu
blgede
filiz,
kok
ve
kire
ta
karmndaki
nem
buharlar.
st
blgede
kurutulup
stlan
karmn
ierisindeki
yabanc
gazlar
ayrr.
Ortablgede s ykselirken kimyasal reaksiyonbalar. Karmn ierisindeki oksit
ayrrkenergiyendemirkarbonlabirleerekhamdemirioluturmayabalar.
Ergiyendemir(13001500C)altblgeyeakarkenyabancmaddelerdeergiyerekkire
tann
yardmyla
curuf
olarak
ergiyiin
stnde
toplanr.
Hamdemirintoplandhazneninscakl1600Ckadardr.Haznedealttandemirstten
de
curufalnr.YksekfrndaneldeedilenhamdemirePKdenir.
Hamdemirin
ierisinde
%2,5-4,5
arasnda
karbon
vardr.
Sert,
krlgan
ve
biimlendirilebilmezelliiolmayanbirrndr.elikyadadkmedemirretimindekullanlr.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
22/91
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
23/91
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
24/91malzemebilimi.net
23
3.DKMEDEMR
inlilerindemirmadeninieritirkenkarbonieriiniykseltmelerisonucu3000ylncedkmedemirrettikleribilinmektedir.Dkmendstrisininenyksektonajasahiprndkme
demirlerdir. Dkme demirlerin iyibir malzeme oluu ve retim maliyetinin dk olmas
kullanm
alann
geniletmektedir.
Dkme
demirler
ok
geni
bir
aralkta
deien
mukavemet,
sertlik,ilenebilirlik,anmadirenci,korozyondirencivedierzellikleresahiptirler.
Yksek
frndan
alnan
ham
demir,
dayanksz
ve
krlgandr.
Makine
imalatnda
ve
konstrksiyonilerindekullanlmayaelverilideildir.Genelolarakhamdemiryksekfrndan
alndktan sonrabykpotalara dklr daha sonra kupal ocaklarna gnderilerek dkm
ilerindekullanlmakzeredkmedemirlereldeedilir
Gemite dkmedemir malzemeler kalite arandnda tercih edilmezken, gnmzde
birok alanda dvme ve kaynaklparalara oranla daha ekonomikbir zmgetirmektedir.
Paralarndayanmlardnldndeenuygunekildkmyoluylaeldeedilir.
Dkmedemir, yksek frndan elde edilen hamdemirin kupal ocaklarnda karbonunu
yakarak
%1,7
ila%3ekadardrmeksuretiyleeldeedilen,dkscaklklardaergiyenakc
bir
malzemedir.
Ergime
scakl
yaklak
1250C
dir.
Kendini
ekme
zellii
%k=1~2,
younluu7,27,4g/cm3,karbonoranyaklak%2dir.Yalnzcadkmilerindekullanlr.
erisindekarbonunyansraSilisyum(Si),Manganez(Mn),Kkrt(S),veFosfor(P)bulunur.
Dkmedemirdekarbonunyansrasilisyumdabulunduundanvesoumahznnyava
olmasndankatlamasrasndakarbongrafit halindekatlar.erisindekikarbonunsementit
halindeolmasnedeniyleokserttirvedvlerekbiimlendirilemez.
Dkmedemirler,birokfarklzellikierenbirdemiralamailesidirveisimlerindende
anlalaca gibi, kat halde allmayp istenilen ekle dklerek getirilirler. %2den ve
genellikle%1dendedahaazkarboniereneliklerinaksine%2~%4araskarbonve%1~%3
arassilisyumierirler.Belirlizelliklerikontroletmekveeitlendirmekiinbakametalikve
ametalik
alamelemanlardailaveedilir.Kimyasal
yapnn
yan
sra
zelliklerine
etki
eden
dier
nemli
faktrler
katlama
ilemi,
katlamaderecesiveslilemlerdir.Dkmedemirlermkemmeldkmealamlarolurlar,geni
bir g ve sertlik yelpazeleri vardr. Bununlabirlikte makinede kullanlmalar da kolaydr.
Anmaya, izilmeye ve oksitlenmeye kar alamla kullanldklar takdirdebyk diren
gsterirler.
Yaygn
kullanmlar
daha
dk
fiyatl
olularna
ve
ilenebilme
zelliklerine
baldr.
Yeni
malzemelerin yaratt rekabete ramen dkmedemirler ekonomik vebinlerce
mhendislik uygulamasna uygun malzemeler olduklarn kantlamlardr. Dkmedemirler
dk maliyeti, dkme elverililii ve yksekbasma dayanmlar sebebiyle geni kullanm
alannasahiptirler.
Dkmedemirler
katlat
zaman,
son
katlaan
zerreler
tektiklik
seviyesindedir.Eerbakakatkelemanyoksadkmedemirdeenaz%1,7karbonbulunur.Dokuda%1,7denaz
karbon
varsa
bu
malzemedkmedemirdeildirvedokudatektiklikyoktur.Dkmedemirdeki
yabancmaddelervekatkelemanlarbulunduuzamankarbonmiktardahadkolabilir.Eer
dkmedemirde%2silisyumbulunuyorsakarbonmiktar%1,7den%1,1edmektedir.
Dkme
ilerinde
kullanlan
bu
malzeme
iinde
silisyum
fazla
ise
esmer
(kr)
dkmedemir,
manganezfazlaisebeyazdkmedemiradnalr.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
25/91malzemebilimi.net
24
3.1.DKMEDEMRRETMKupalocaklarndabirkatkok,birkathamdemir,vebirkatkiretakonulmaksuretiyle
frnaalttangnderilenbasnlsoukhavayardmilesaatierisindeergiyikdkmedemir
frndanalnr.Gerekirsefrnahurdamalzemelervekatkelemanlardakonulabilir(ekil3.1).
Kire
ta
hamdemirdeki
yabanc
maddelerle
birleerek
curufu
oluturur.
Altta
haznedeergiyik
zerindetoplanancuruf,curufalmakanalndanzamanzamanboaltlr.Alttatoplanan
sv, dkmedemir kanalndan alnr. Dkmedemirin zellii vebileimi hamdemir ve frna
eklenenhurdamalzemeyebaldr.
ekil3.1Kupolfrn(Baydur,1979)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
26/91malzemebilimi.net
25
3.2.YAPIVEGRAFTOLUUMUDkme elik tamamen metastabilolarak katlarken, (tmkarbon sementit olarak i
yapdayeralr)dkmedemirdemir-karbonalamnnstabilsistemindekatlar(tmkarbon
elementolarakgrafithalindeiyapdayeralr).
-Grafit
yava
souma
sonucu
ve
silisyum
varsa
oluur.-Sementit
hzlsoumasonucuvemanganezvarsaoluur.
Kalnlksoumahznetkiler.Farklkalnlktakidkmparalarndadzensizbiriyap
meydanagelir.Paranndayanmvesertliifarkllklargsterir.
Dkmedemirlerde standartlatrma genellikle ekme dayanmna gre yaplr. ekmedayanmnetkileyennemlibirfaktrdegrafitkristallerininekilvebykldr(ekil.3.2).
ekil3.2Dkmedemirmalzemelerdegrafitkristalleri(Erdoan,1999)
3.3. KATILAMAEKLLERStabil
sistem: Demirkristalleri(ferrit)+karbonkristalleri(grafit)
Alamdaki tm karbon miktar yap ierisinde grafit eklindedir. Bu i yap yava
soutmaileeldeedilir.Silisyummiktariyapnnferrit+grafiteklindeolmasnkolaylatrr.
Bu
tip
yap
stabil
katlama
veya
stabil
sistem
olarak
adlandrlr.
Metastabil
sistem:Demirkristalleri(ferrit)+Demirkarbrkristali(sementit)
Alamn ierdii btn karbon miktar, kimyasal olarak demir karbr eklindebalanmtrvesementiteklindeyapdayeralr.Buiyaphzlsoumaileoluurvemanganez
oran ile oluumu kolaylar. Sementit kristali yksek scaklktaparalanm ferrit ve grafit
taneciklerine(tempergrafiti)dnebileceiiinbutipbirkatlamayauramalamsistemine
metastabilsistemdenir.
3.4. DKMMALZEMELERDEARANILANZELLKLER
Dkmmalzemelerdenistenenveriminalnabilmesiiinbazzellikleresahipolmalar
gerekir.1.
Dkergimescakl2. Dkkendiniekme
3. yikalpdoldurmakabiliyeti
4. yiilenebilmekabiliyeti
3.5. DKMEDEMRETLERDkmedemirleriyaplarnagreeitlendirilirler.
1. Dkmeelik
2.
Lamel
grafitlidkmedemir
3. Kreselgrafitlidkmedemir
4.
Temper
dkmedemir
5. zeldkmedemirler
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
27/91malzemebilimi.net
26
3.5.1.DkmeelikYukardaszedilen,dkmmalzemelerdearanlanzelliklerinenazbulunduudkm
malzemesidir. Ancak yksek dayanm ve fazla snme zellii aranyorsa, iletme scakl
300Cnzerindeisedkmeelikkullanlr.Dierdkmmalzemeleribukoullardayeterli
olmamaktadr.
3.5.2.LamelGrafitliDkmedemirLamel grafitli dkmedemir (DDL), Kupol ocaklarnda hamdemir vebelirli miktarda
hurda,sirklasyonmaddelerivegerekiyorsaalamilavesiileretilir.Dkmmalzemelerinde
aranlanzelliklerigenellikleiyidir.
Kullanm Alan: DDL10-DDL20 aras malzeme, anma etkisi altnda olmayan,
titreimlerinokiyiyutulmasistenenparalarnimalatndakullanlr.rneinmakine
gvdeleri,ereveleri,yatakbloklarvb.
DDL25-DDL40 isedahaokanmaszkonusuolduunda,rneinsilindirbloklar,
motorgvdeleri,diliarklar,makinelerintaycayaklarndakullanlr.
3.5.3.KreselGrafitliDkmedemirKresel grafitli dkmedemir daha ok elektrik frnlarnda, zel hamdemir ve elik
hurdasndan retilir. DDK zellikleribakmndan elie DDLden daha fazlabenzer. yi
dklebilirliiyanndaeliebenzeyendayanmveuzamazelliiileortaderecedesneklii
vardr.TitreimleritutmakabiliyetiDDLyegredahadktr.
KullanmAlan:Dkmeeliindkmnnzorolduu,krdkmedemirinokgevrek
bulunduu,
temper
dkmn
de
boyut
bakmndan
kullanlamad
durumlarda
DDK
kullanlabilir.rneinkrankmilleri,haddesilindirleri,makinegvdeleri,diliarklar
gibi.
3.5.4.TemperDkmedemirTemper
dkm
genellikle
az
karbonlu
eliklerin
zelliini
gsterir.
Esmer
dkmedemirdenpahal, elikten ise ucuzdur. Temper dkmler grafitlemeyi nleyen ksa
devreli yumuatma tav ya da katk elemanlar ile elde edilmektedir. erisindebulunan az
miktardakiperlit,temperdkmedemirinkrlmaz,esnek,eilipbklmeyeuygundkmedemir
olmasnsalar.
Temperdkmedemirikiekildeeldeedilir.
Beyaz
Temper
Dkmedemir
(DDTB):
Beyazdkmedemiroksitleyicicisimlerierisine
gmlerekkarbonunbirksmuzaklatrlr.Dkmedemirinkarbonuazaltlr,beyazbiriyap
oluur.
Siyah Temper Dkmedemir (DDTS): Beyaz dkmedemir ntr cisimler ierisine
gmlrvesonrasileminetabitutulur.Gri-siyahrenklibiriyapsvardr.
3.5.4.1.TemperDkmedemirretimi
Kupolocaklarndazelhamdemirveelikhurdasndanergitilir.DDTSikincibirfrnda
sonhalinegelecekekildetekrarergitilir.nkkupolocandadkkarbonmiktarnainmek
gtr.Temperdkmedemirgrafitsizolarakkatlamaldr. Kendiniekmeoran%2dir.Bu
nedenleparalarnbykl snrldr. Byklk yaklak 100 kg ve et kalnl (cidar)
maximum 60 mm civarndadr. Daha kalnparalarda souma srasnda grafit oluumu sz
konusuolabilir.Buistenmeyenyaptavlamailedzelmezvesnekliidrr.DDTBiiniseet
kalnl
temperleme
srasnda
dekarbrizasyonun
olumas
iin
25
mm
ile
snrlandrlmtr.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
28/91malzemebilimi.net
27
3.5.4.2.TemperDkmedemirlerinKullanmAlan
Temperlemeilemindensonramalzeme70C kadarolanscaklklardabilesnekve
darbeye
dayankldr.
Tala
kaldrma
zellii
iyidir.
Kaynak
edilebilir.
Temper dkmedemir zellikle darbeye dayankl olmas istenen ince cidarl, kark
dkm
paralarda
uygulanr.
Bu
tip
paralar
iin
dkme
elik
kullanlmas
dkm
tekniizorluklarnedeniyleekonomikdeildir.
3.5.5.zelDkmedemirler(AlamlDkmedemirler)1-Anmayadayankldkmedemirler
2-Korozyonadayankldkmedemirler
izelge3.1Dkmedemirlerdealamelementleriveetkileri(ahin,1997)
AlamMalzemesi
Simgesi
AlamaEtkisi
Magnezyum
Mg
Dkmedemirierisindekikarbonunkreselolmasn,
dolaysylayumuakolmasnsalar.
Nikel
Ni
Dayanm,
sertlii,
korozyon
dayanmn
ykseltir.
Talal
imalatkolaylatrr.
Krom
Cr
Karbonungrafitlemesininler.Sertlii,svekorozyon
dayanmnykseltir.
Nikel-Krom
Ni-Cr
Dkmedemir
ierisindeki
karbonun
karbr
ve
grafitlemesini
nler.Sertlikvedayanmnarttrr.
Molibden
Mb
DkmedemirlerinKuvvetlerkarsndakidayanmn
arttrr.Isveanmadayanmnykseltir.Tmyapnn
sertlemesinisalar,ancaktalalimalatgletirir.
Vanadyum
V
Dkmedemir
ierisindeki
karbonun
karbrlemesini
salar.
Sertlikvesdayanmnykseltir.
Alminyum
Al
Dkmedemirlerinpullanmasnnler,ancakazottanetkilenir.
Kobalt
Co
Sertlikvesdayanmn,bykorandadadayanmarttrr.
Wolfram
W ekmevesdayanmnykseltir.
Karbon
C
Dayanmvesertliiarttrr.Sertlrtirmeilemlerineuygun
hale
getirir.
Hidrojen
H
Gevreklemeyenedenolur.
Azot
N
Gevreklemeyenedenolur.
Fosfor
P
ekmedayanm,uzamasnrvekorozyondayanmnykseltir.
Silisyum
Si
ekmedayanm,uzamasnrvekorozyondayanmn
ykseltir.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
29/91malzemebilimi.net
28
4.ELK
Demire endstriyel zellik kazandran ierisindeki karbondur. elik ise ierisindeki
karbonorannagre,karbonunmeydanagetirdiisementitilesafdemirin(Ferrit)karmndan
oluanbiralamdr.Bununyanndaeliklerkarbonlaberaberelikkatkelementleri(manganez,
silisyum
v.b.)
veya
alaml
elikler
ise
byk
oranda
alam
elementleri
ierirler.
eliktekarbonfazlaisekarbonundemirleyapacakimyasalbileikolansementitde
fazla olacandan elik sertleir. nk sementit sert, krlgan vebiimlendirilme zellii
olmayanbir fazdr. elikte karbon az isebu kez ferrit fazla olacandan yumuak ve
biimlendirilmezelliiyksekolur.
elik,herhangibirilemdengemedendvlebilenvegenellikle%1,7denfazlakarbon
iermeyen birdemir-karbonalamdr.zeldurumlarda%2karbonierenyksekalaml
elikler,
orandaki
alam
maddeleri
nedeni
ile
elik
grubuna
girer.
Hamdemirdebyk miktarda karbon, ayrca da katk elementleribulunur. Bu katk
elemanlarndan manganez ve silisyum % 0,8den fazla olmamak art ile elikte istenen
elementlerdir. Kkrt ve fosfor ise her oranda zararldr ve mmkn olduu kadar
uzaklatrlmaldr.
4.1.ELKRETMDemirin
ierisindekatkelementlerivardr.stenmeyenbukatkelementlerihamdemirin
ierisindenhavailebirlikteoksijenyardmileyaklarakkarlabilir.Buoksidasyonilemine
flemeilemidenir.Oksidasyoniingereklioksijeneitliekillerdesistemeverilebilir.Buda
elikretimininynteminibelirler.
4.1.1.Bessemer-ThomasYntemi
ekil4.1Konvertr(Baydur,1979)
Bessemer yntemindereaksiyonlararmutbiimindekikonvertrdenilen,delik, i
ksm
zel
tulalarla
kaplanm
bir
kapta
meydana
gelir.
Bir
eksen
etrafnda
dnebilen
konvertr
30 - 100 ton hamdemir alabilir. Oksijen alttan hava ilebirlikte flenir. Basnl havann
ierisindekioksijeninetkisiilehamdemirdekikarbonbykbiriddetleyanar.(1600Co)15-20
dk. sren reaksiyondan sonra
hava flemesi kesilir ve saf demir zelliine sahip eriyik
konvertrdenalnr.Karbonvedierkatkelemanlarnnoranlarnayarlamakiinkonvertre
veya
eriyieuygunmiktardaferromanganveferrosilisyumkatlr.
Bessemeryntemiileretileneliklerdekrlganlkvebiimlendirmeglgibikt
zelliklergrlmtr.Buolumsuzluklaratamyanmaolmamasnedeniylehamdemirdekikkrt
ve
fosfor
neden
olmaktadr.Thomas adl ingiliz bilim adam, konvertrn ierisini kaplayan silika tulalarn
(%90
SiO2)
hamdemirdeki
kkrt
ve
fosforun
yanmas
iin
yeteri
kadar
sya
dayankl
olmadnsaptam,bununyerineyksekscaklklaradayanklDolamittulalar(MgO+CaO)
kullanarakvekonvertrekiretaatarakBessemerdeneldeedileneliklerdekiolumsuzluklarn
giderilmesini
salamtr. Bessemer elik retim yntemi eskibir sistemdir. Yerini Thomas
ynteminebrakmtr(Baydur,1979).
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
30/91malzemebilimi.net
29
4.1.2.Siemens-MartinYntemi
ekil4.2Siemens-Martinfrn(Baydur,1979)
Bessemer-Thomasyntemiileiyikalitedeveekonomikelikretimisalanmaktadr.
AncakdahakalitelivekatklelikretimiSiemens-Martinyntemiileeldeedilmektedir.Hurda
malzemelerin
retimde
kullanlarak
deerlendirilmesi
de
bu
yntemle
mmkn
olmaktadr
(ekil4.2).
Buyntemdedeoksijensistemehavailebirlikteflenir.Siemens-MartinFrnlarnda
hava,bacagazlarilestlp,fazladanoksijenverilerek2000Cakadarscaklkeldeedilebilir.
Bu
scaklk hurda malzeme vebirok katkelementinin eritilmesine yeterlidir. Bu yntemlebykmiktarlardahurdamalzemedeerlendirilir. Buyntemdeelikierisindedahaazfosfor
veazotkalr.
4.1.3.OksijenflemeYntemiThomas eliklerinin yksek miktarda azot ve fosfor iermeleri gibi kt zellikleri
nedeniyle,
Thomas
ynteminde
dk
azot
ve
fosfor
miktarl
elikler
retmek
amacylaalmalaryaplmvebazdeiikleregidilmitir.Buyntemdeteknikolaraksafolanoksijen
su soutmalbakrborudan geirilerek flenir. Kazan eklindeki reaksiyon kab, kapalbir
tabanavekolaycayerdeitirebileceibirsistemesahiptir(ekil4.3).
Bu yntemdekonvertresttenbirborudanoksijenflenir. Oksijenflenerek retim
salandiinOksijenKonvertryntemiolarakdabilinir.Dieryntemlerdendahastnelik
retilir.KonvertreflenenoksijenhemkimyasaletkiyaparakvehemdeyanarakCOveCO2
oluturur.COveCO2 konvertrdeiddetlikaynamayayolaar.Karbonunyanmassonucundakonvertr scakl1610Cye ular. lembittikten sonrakonvertr eilerek, ergiyik elik
potalara dklr. Gerekiyorsapotalara Ferromangan ve Ferrosilisyum ilavesi ile eliin
Manganezvesilisyummiktarayarlanr.
ekil4.3Konvertr(Baydur,1979)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
31/91malzemebilimi.net
30
4.1.4.Elektro-elikYntemistn kalitede ve ksa srede ok miktarda elik retmenin mmkn olduubir
yntemdir. Elektrikle elik retiminde Ark ve Endksiyon frnlarndan yararlanlr. Ark
frnndakmrelektrotlaarksalanarakergitmesseldeedilir.
Endksiyon
frnlarnda
byk
frekansl
akmn
getii
sarglar
arasndaki
bir
pota
frnilevinigrr.Ksasredebyk slar eldeedilir.Yksek alamleliklerinergitilmesinde
kullanlr(ekil4.4).
ekil
4.4
Elektrik
Ark
ve
Endksiyon
frrnlar
(Baydur,
1979)
4.2.ELKLERNSINIFLANDIRILMASIelikleribegruptasnflandrabiliriz;
1-retimynteminegre
2-Kullanmalanlarnagre
3-Kimyasalbileimlerinegre
4-
Kaliteye
gre
5-Sertletirilmeortamlarnagre
4.2.1.retimYntemineGreeliklerBessemer-Thomas,Siemens-Martin,Oksijenkonvertrvebenzeriyntemlerle
retilir.elikhangiyntemleretilmiiseoismialr,SiemensMartineliigibi.
4.2.2.KullanmaAlanlarnaGreeliklerintadklarzellikleroldukafazladr.Bunedenleherelikkendizelliine
uygunyerdekullanlrvekullanldyeregreisimalr.Takmelii,yayeliigibi.
4.2.3.
Kimyasal
Bileimine
GreBugruptaelikler,ierisindekielemanlaragresnflandrlmaktadr.Bunlar;
Sade
Karbonluelikler:indeyalnzcakarbonbulunaneliklerdir.uekildesnflandrlr.
tektik
Alt
elikler;ierisinde%0,85denazkarbonbulunaneliklerdir.
Yumuakelikler(%0,10,2karbonluelikler)
Az
karbonluelikler(%0,20,3karbonluelikler)
Ortakarbonluelikler(%0,30,85karbonluelikler)
tektikstelikler;ierisinde%0,85denfazlakarbonbulunaneliklerdir.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
32/91malzemebilimi.net
31
Katklelikler:stenilenzellikleresahipolabilmeleriiinilerinekatkelemanlareklenerek
eldeedileneliklerdir.Katkleliklerdekendiaralarndauekildesnflandrlr.
Basit Alaml elikler; Bu tip eliklerde katk elemanolarak karbondanbaka
yalnzcabirelemanvardr.erisindeNikelvarsaNikellielik,KromvarsaKromlu
elik
gibi
adlar
alrlar.
iftAlamlelikler;Bueliklerdekarbondanbakaikieitkatkelemanvardr.
Bunagreadlandrlrlar.rneinKrom-Nikellielikgibi.
ok
Alaml
elikler; Bu eliklerdekatkelemansayssnrldeildir. elikte
istenildiikadarkatkelemanbulunabilir.
4.2.4.KaliteyeGreKalitesidikkatealndndaelikleraadakiekildesnflandrlr.
Biimlendirezelliibakmndan(dkmeyevedvmeyeelverilieliklergibi.)
Yapsalzellikleribakmndan(Korozyona,sya,anmayadayankleliklergibi.)
Mikroskobikyapbakmndan(Ferritik,Perlitikeliklergibi.)
4.2.5.SertletirmeOrtamlarnaGreeliklerinsertletirilmesindekullanlansv,yavehavayagreisimlendirilir.rneinsu
elii,yaelii,havaeliigibi.
4.3. KATKI
ELEMANLARININ ELE KAZANDIRDII GENEL
ZELLKLERKatkelemanlarnneliekazandrdzelliklerinennemlileriaadasralanmtr.
1. Dayanmvesertliiniartrr.
2. Sertletirmeyikolaylatrr,ekirdeinekadarsertletirmeyisalar.
3.
Korozyona
kar
direncini
ykseltir.
4.
Mknatslanmazelliinigelitirir.
5. Yksekscaklklarakardayanmnartrr.
6. Elektrikdirenciniykseltir.
7.
Isetkisialtndagenlemeyiayarlar.8. Kristalyapsninceltir.
4.4.ELKTEKATKIELEMANLARI
4.4.1.Karbon
elikteki
en
nemli
katk
elemandr.
eliin
zelliklerini
bal
bana
belirler.
eliinoksitini
alr,sertletirirveaustenitindnmescakln910Cdan723Cscakladrpelektrikdirenciniykseltir.
4.4.2.Silisyum
eliinoksitinialr,yabancmaddelericurufhalindeyzeydetoplar.Dayanmveakma
snrn ykseltir. ekirdee kadar sertlemeyi salar. Silisyumlu elikler yay, yap ve lah
elikleriolarakkullanlrlar.erisinde%14ekadarsilisyumbulunaneliklerkimyasaletkileredayanmlolur.
4.4.3.Manganez
Her
elikte
bulunur.
Kuvvetli
oksit
giderici
bir
elemandr.
eliin
yapsn
kabalatrr
ve
sl ilemlere kar hassaslatrr. Manganezli elikler kesmeye ve anmayabyk diren
gsterirler.Kasavehapishaneparmaklklaryapmndakullanlrlar.%1manganezlieliklersl
ilemdensonraldeitirmedikleriiinscakikalplaryapmndatercihedilirler.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
33/91malzemebilimi.net
32
4.4.4.Fosfor
eliklerezararletkisiolanbirelemandr.eliklerdegenellikle%0,05-%0,005arasnda
bulunduuzamandkmeakclkkazandrrveazmiktardadayanmykseltir.Bunakarlk
elektrikdirenciniveasitleredayanmnazaltr.
4.4.5.Kkrteliigevrekvekrlganyapar.eliktegenellikle%0,02-%0,035arasndabulunur.
Kkrdnzararletkisininlemekiin,ikikatkadarmanganezelieilaveedilir.
4.4.6.Oksijen
Oksijenelikteistenmeyenbirelementtir.eliisertletirirvekrlganyapar.Oksijenin
giderilmesi
iin
retim
srasnda
ortama
manganez,
alminyum
ve
vanadyum
gibi
elementler
katlr.
4.4.7.Azot
Genellikle
elii
gevrek
ve
krlgan
yapar.
Gaz
boluklar
meydana
getirir.
Bu
nedenle
zararldr. Ancak korozyon nleyici etkisi vardr. Bunun dnda eliin yzeyine azot
emdirilerekyaplannitrrasyonileminde,eliisertletirmekamacylakullanlr.
4.4.8.HidrojenHidrojenineliigevrekletiricietkisivardr,ancak200Clkscaklklardastldnda
bu
gevreklik
kaybolur.
4.4.9.BakrBakreliindayanmnykseltir.Asitvekorozyondirencisalar.Paslanmazeliklerin
retimindekatkelemanolarakkullanlr.Fosforlaberaberbulunduuzamanatmosferetkilerine
direnci
daha
da
arttrr.
4.4.10.Kromeliklerdeenokkullanlankatkelemanlarndandr.Karbonlabirleerekoksertolan
kromkarbrmeydanagetirir.Dnmehznyavalatr.Kromlueliklermknatsyapmnda
kullanlr.%1ekadar kromlu elikler suda, daha fazlakromlu elikler yada yada havada
sertletirilirler.Kromdvmeveslilemlerehassasiyetiartrr.eliklerekorozyonadayanm,s
veyksekanmadirenciilekesmezelliikazandrr.
4.4.11.Nikel
Nikel
eliin
dnme
scakln
drr.
Dayanmn
ykseltici
etkisi
olmasa
da
elastikliiniartrr.Bakrlabirliktekatlrsakorozyondirenciniykseltir.Otomobilendstrisinde
ok kullanlr. %22 nikelli elikler tuzlu su ve korozyona dayankldrlar. %24 32 nikelli
eliklerelektrikdirentelleriyapmndakullanlr.%3646nikellielikler0100C aras
scaklklardagenlemezler.
4.4.12.Wolfram
Wolfram, elikte sertlii artrp, yksek kesme zellii kazandranbir elementtir.
Dnme hzn drr. Bu nedenle havada sertletirilir. Mknats yapmnda ve kesici
takmlarnimalatndakullanlr.Scakikalplarnnimalatndada%4 -9Wbulunur.
4.4.13.
MolibdenMolibden,
elikteyalnzbanabulunmaypdaimakromvenikellebirliktekullanlanbir
alamelemandr.Dayanmveakmasnrnykseltir.Gevrekliiniortadankaldrr.Darbelive
vuruntulu yerlerde kullanlmaya elverilidir. Molibdenli elikler uak, dizel motorlar v.b.
makineparalarnnyapmndakullanlrlar.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
34/91malzemebilimi.net
33
4.4.14.Vanadyum
eliklereazmiktardakatlan,bunakarlkokbykzellikdeiimisalayanbirkatk
elemandr. Dnme scakln ykseltir. Sertlik ve dayanm arttrr. Vanadyumlu elikler
darbelivevuruntulualanmakineelemanlariinuygundur.Vanadyumhavaeliklerininen
nemli
katk
elemandr.
4.4.15.KobaltKobalt eliin manyetik zelliklerini iyiletirir. %5 40 kobaltl elikler mknats
yapmndakullanlr.eliisilemlerineelverilihalegetirir.Havaeliklerinenemlioranda
kobaltkatlr.
4.4.16.AlminyumAlminyumeliktesilisyumabenzeretkileryapar.Oksitlerigidererekoksijenizararsz
halegetirir. elii iritaneliyapar. Yksek scaklklardaoksitlenmeyiengeller. %5orannda
alminyum
eliklerde
gaz
giderici
etkiye
sahiptir.
izelge
4.1
Alam
elementlerinin
eliklerin
zelliklerine
etkileri
(Eker
ve
ark.
1994)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
35/91malzemebilimi.net
34
4.5.
ELK
STANDARDLARI
eliklerTSEtarafndailkdefa1972ylndaTS1111numaraileDemir-karbondkm
malzemesi,
snflar
ve
iaretler
ad
altnda
standardlatrlmtr.
TSE
elik
standardlarn
5
(be)
anaguruptatoplamtr.
1-
elik
ve
Demir-karbon
alamlarnn
snflandrlmas
2-elikveDemir-karbonalamlarnneritmeveslilemleri
3-Alamszvealamleliklerinslilemleri4-
eliklerin
genel
sembol
saylar
ile
gsterilmesi
5-eliklerinksagsterilmeekilleri
4.5.1.
elik
ve
Demir-Karbon
Alamlarnn
Snflandrlmas
elikler
Dkmedemirler
Ktleelii
Az
Alaml
Alamsz elik
Kaliteelii
Otomatelii
okAlaml
Alaml
Alamsz
zelDkmedemirler
Dkmeelikler
Asalelik BeyazDD
Alaml AlamszLamelGrafitli
Austenitik
Grafitli
Dkmedemirler
Alaml elik
AzAlaml okAlaml
KreselGrafitli TemperDkmedemirler
SiyahTD
BeyazTD
ekil4.5elikvedeimr-karbonalamlar(Baydur,1979)
4.5.2.
elik
ve
Demir-Karbon
Alamlarnn
Eritme
Ve
Isl
lemleri
retim
lemleri
Isl
lemleriM-
Siemens-Martin
elikleri
Sr
Sertletirilmi
I- Endksiyonelektrikocaelikleri
Me-Menevilenmi
EElektrikarkocaelikleri Yt- YumuatmatavgrmD
Oksijen
konvertr
elikleri
Nr
-
Normalletirme
tav
grm
BBazikelikler Gt- GerilimgidermetavgrmAAsitelikler Is- IslahedilmiS- Sakindklm
Sy-YarsakindklmKKaynardklmYYalanmayanelik
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
36/91malzemebilimi.net
Alamszasalelikl
er
Alamlas
alelikler
Kaliteelikleri
Ktl
eelikleri
35
4.5.3.
Alamsz
Ve
Alaml
eliklerin
Sembol
Saylar
KtleveKaliteelikleri Asalelikler
SadeKarbonluelikler03-04-05-06
Otomatelikleri07
AzAlamlKaliteelikleri08-09
GenelAmalariinAdi elikler00
GenelYapelii01
zel
fizik
karekteristiiolanelikler 10
MakineYapmelikleri
11-12; G.13-14
Takmelikleri
15-16-17-18;G.19
Takmelikleri
20-28; IG.29
eitlielikler
30-39
GenelYapeliiDndakielikler
02
Kimyasal
Etkilere
Dayankl
elikler40-49
MakineYapmelikleri
50-85
SertKesiciUlar86-87-88-89
ekil4.6eliklerinsembolsaylar(Baydur,1979)
4.5.4.
eliklerin
Genel
Sembol
Saylar
le
Gsterilmesi
X
XXXX
XX
MalzemeAnaSembolSays elikTipNumaralar elikretimYntemelik=1 veKimyasalBileim veslilemleri A-B
XX XX
TiplerinNumaralar SraNumaralarnagreKimyasal
Bileimler
ekil4.7elikleringenelgsterilileri(Baydur,1979)
elik
retimveyntemveslilemleriileilgiliolanncsembolgrubunda
A=elikretimveilemlerini, B=eliinslilemlerinibelirtmektedir.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
37/91malzemebilimi.net
36
4.5.5.eliklerdeGarantiEdilenzelliklerinTantmaSaylar
izelge
4.2
Tantma
Saylar
(Baydur,
1979)
izelge4.3SAEAISIelikstandartlar(x%karbonmiktarngsterir)(pek,1999)
Karbonluelikler
Sade
karbonlu
10xx
Otomatelikleri
11xx
Manganlelikler,
13xx
Nikellielikler
%0,5Ni
20xx
%1,5Ni
21xx
%2,5Ni
23xx
%5
Ni
25xx
NikelKromluelikler
%1,25Ni,%0,65Cr
31xx
%1,75Ni,%1,00Cr
32xx
%2,50Ni,%1,57Cr
33xx
%2,00
Ni,
%0,80
Cr
34xx
Korozyonvesyadayanklelikler
303xx
Molibdenlielikler
Krom
41xx
KromNikel
43xx
Nikel
46xx
ve
48xx
Kromluelikler
Dk
kromlu
50xx
Kromlu
51xx
Yksekkromlu
52xx
KromVanadyumelikler
6xxx
Tungstenlielikler
7xxx
Yksekalamlelikler
8xxx
SilisyumManganlelikler
9xxx
Kurunluelikler
11Lxx
Tantma
Says
Akma
snr
Katlama
veya
iirme
Vurma
Dayanm
Anma
s
Dayanm
1
2
X X
3
4
X
X
X
5
6
X
X
X
7
8
X
X
X
X
9
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
38/91malzemebilimi.net
37
izelge4.4eliklerdekarbonoranlarvekullanmayerleri(pek,1999)
Tipi
KarbonOran
SAE
Numaras
KullanmYeri
Karbonluelik
0,05
ile
0,30
1006
Soukekillendirilebilir.
Dk
1008
Tel,
ivi,
cvata,
perin
1010
Sacretimi
1015
Kaynakubuklar,fan
1020
Mil,imalatekilleri(profil,lama)
1030
Dvme,karbrlenmiparalar
1111
Otomatelikleri
1113
Otomatelikleri
Orta
0,30ile0,60
1040
Isl ilemle kuvvetlendirilen ve yksek
tokluk
gerektiren yk tayan eitli
millerinimalat
1060
Yksek mukavemet ve yksek tokluk
gerektiren
yay
testere
lamas,
dili
bilezii,spabyaylar
Yksek
0,60ile2,0
1070
Takmmalzemesi,zmba
1080
Mzikaletiteli,kesicialet,yaprakyay
1095
Ee, marangoz kesici takm, yaprak
yay,bak
5210
Bilyalyataklar,zmba,kalp
Dkmedemirler
Gri
Kesilebilir dkmedemirlerden motor
bloklar,boru,dili,tezgahyataklar
Beyaz
Talal
imalat
ok
zor,
anma
direnci
yksekmakineparalar
Dvlebilir
Kammili,krankmili
Kresel
Piston, silindirblou vekafas, dvme
kalplar
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
39/91malzemebilimi.net
38
izelge4.5elikTrleri(envezilingir,2004)
Trk
Standartlarna
Gre
Malzeme
eitleri
Ad
TS
Nr.
Gsterilmesi
Kullanmalan
Yalanmayanelik 3364 yFe35-yFe41
yFe45
-
yFe52
Uzunbeklemeilesnekliiveilkyaplddurumagrebelirlimekanik
zelliklerinin
korunmasnda
CvataveSomunelii
2837 Fe36Fe38Fe44 Cvatavesomunyapmnda
ScakTakmelikleri
3920
55NiCrMoV6,56NiCrMo7,
38Cr5Mo1V,40Cr5Mo1V
32Cr3MoV
almasrasndayzeyscakl200Cninzerinekantakmlarnyapmnda
Filmasinler
(Deiikprofillerdekangalhalindeyarmamlelik)
2348
C5-1,C7-1,C9-1,C12-1,
C6-2,C8-2,C15-2,C20-2,
C26-2,C35-2,C45-2,C55-2,C65-2,C75-2,C85-2,C95-2
Burulma,krlmaveatlama
olmamasgerekenyerlerde
GenelYapelikleri 2162 Fe33,Fe37-2,Fe37-3,Fe44-2,Fe44-3,Fe50-2,
Fe52-3,Fe60-2,Fe70-2
Dayanmn
fazla
olmas
istenen
yerlerde
YksekHzelikleri 3703H6-5-3,HC6-5-2,H7-5-2-5,
H7-4-2-5,H10-4-3-10,
H12-1-4-5,H18-1-2-5
okiyitoklukvekesmezelliinesahipkabatalalimalattakmlar,tornakalemlerivefrezeaklarnda
Yayelikleri 2288
38Si6,60SiCr7,60SiMn5,38Si7,66Si7,66SiMn5,46Si7,
67Si7,55Cr3,51Si7,67SiCr5,
50CrV3,55Si7,58CrV4,50CrMV4,65Si7
Yaylarn,segmanlarnveesneme
zelliiolanmakineelemanlarnnyapmnda
Kazanlar
in
elik
ve
SacLevhalar
3650
Sade
Karbonlu:
HI,
HII,
HIII,
HIV
Azalaml :17Mn4,19Mn515Mo3,13CrMo44
Kazanlarn
yapmnda
AlamszelikeritSaclar(Yumuakelik)
3811Fe12(sert)
Fe13(ortasert)
Fe14(yumuak)
Soukekillendirmeyeuygunyerlerde
Alamszvegenelyapeliisaclar
3812
Fe37,Fe42,Fe50
Fe52,Fe60,Fe70Sacdanyaplanelemanlarda
Perinelii 1909 Fe34,Fe40,Fe44 Scakvesoukperinlerde
Alamsz
Yumuak
elikler3813
Fe12,Fe14,Fe13
Souk
haddelenerek
yaplan
elik
eritvesaclarda
AlamszTakm
elikleri3941
C60T,C70T,C80T,
C85T,C105T
Yzeylerisertveanmayadayankl
olmasistenenyerlerde
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
40/91
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
41/91malzemebilimi.net
40
izelge4.7DkmMalzemeler(envezilingir,2004)
Demir
Karbon
Dkm
Malzemeleri
TS
1111
(DIN
17006)
DemirKarbonDkmMalzemelerinSnflandrlmasveSembolleri:
Alamsz:Normalkalite,zelkalite
Dkmeelik(D)Alaml:Scaadayankl,slahedilmiyksekdayanml,alevveindksiyonla
sertletirilen,
paslanmaz,
yksek
scakla
dayankl,
mknatslanmayan
Siyahtemperdkmedemir:DDTSTemperDkmeDemir(DDT) Beyaztemperdkmedemir:DDTB
Beyazdkmedemir:DDB
DkmeDemir(DD) Lamelgrafitlidkmedemir:DDLGrafitlidkmedemir:DDG Kreselgrafitlidkmedemir:DDK
Ostenitikgrafitlidkmedemir:DDOAzalaml:Sertdkm,sertyzeylidkm
zelDkmeDemir(DD) Yksekalaml:Azkarbonlu,okkarbonlu
LamelGrafitliDkmeDemir
KsaAd MalzemeNr
ekmeGerilmesi2
RmN/mm
BrinellSertliiHB30
KullanldYerler
GG-15
0.6015
155
245 Azvenormalgerilmeliparalar,
kol,destekveyatakgvdeleriGG20 0.6020 205 270
GG-25
0.6025
250
285 Scaavebasncadayankl
paralarGG30 0.6030 270 285
GG-35 0.6035 315 285 Yksekgerilmeliparalar
Kresel
Grafitli
Dkme
Demir
KsaAd Malzeme
Nr
ekmeGerilmesi
2
RmN/mm
Akma
Gerilmesi
Rp2
N/mm
%
Uzama
SaysA5
Malzeme
YapsKullanldYerler
GGG-40
0.7040
400
250
15
Ferritik
lenebilmezelliiiyiolan,anmayakarazdirenliyerlerde;makinegvdelerinde
GGG-50 0.7050 500 320 7Ferritik-
Perlitiklenebilmezelliiiyiolan,ortaderecede
mukavemetli
yerlerde;
balamaparalar,presgvdesivepreskollarndaGGG-60 0.7060 600 380 3
Ferritik-
Perlitik
GGG-70
0.7070
700
440
3
Perlitik
Yzeysertletirmesiiyiolan,diliazlar,krank
mili
ve
kavramaparas,zincirgibi
yerlerde
GGG
-
80
0.7080
800
500
2
Perlitik
GenelKullanmAmalelikDkm
KsaAd MalzemeNr
ekmeGerilmesi
2
RmN/mm
Akma
Gerilmesi2
RpN/mm
%
Uzama
Says
A5
C
%
KullanldYerler
GS-38
1.0420
380
200
25
=0,15
Ortaveyksekgerilmeler
etkisindeolan,tekerlekatal,valfgvdesigibiparalarda
GS45 1.0446 450 230 22 =0,25
GS52 1.0552 520 260 18 =0,35
GS-60
1.0558
600
300
15
=0,45
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
42/91malzemebilimi.net
41
4.5.6.DemirKarbonMalzemelerinKsaGsterilmeekilleri
elie katlan alam elementlerinin miktarn ifade etmek iin elikteki % miktarlar
aadakikatsaylarlaarplmaldr(envezilingir,2005).
Cr,Co,Mn,Si,Ni,W---------------------4
Al,
Be,
Cu,
Mg,
Nb,
Ta,
Ti,
V,
Zr
-------
10
P,S,N,Ce,C------------------------------- 100
B---------------------------------------------- 1000
Normal
olarak
verilen
element
miktarlar aada verilen deerleri gemezse yazlmaz(envezilingir,2005).
Mn:
%
1
Si:
%
0,5
N
:
%
0,5
V
:
%
0,6
Cu:%0,4
Cr:%0,25
Mo:%0,1
B:%0,01
Fe 33
33daN/mm2dayanmlgenelyapelii
Fe 44 2
44daN/mm2dayanml,2.kalitegenelyapelii
4.5.6.1.
Ktle
elii
IA
Sy
Fe
42
8
Sr
Eritmeekli(Endksiyon
elektrikoca-asitelik)
Eritmeekliileilgili
zelnitelik(yarsakindklm)
eliksembol(demir)
Enkkekmedayanm
Kg/mm
veya
daN/mm)
Garantiedilenzelliktanma
says(anmasdayanm)
Islilemdurumu(Sertletirilmi)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
43/91malzemebilimi.net
42
4.5.6.2.Kaliteelikleriyaplr.
M S C 20 3 Yt
Siemens-Martinelii
Sakin
dklm
Karbon
Karbon
yzdesi
%
0,20
Vurma
dayanm
garanti
edilmi
Islilemdurumu(yumuatmatavgrm)
4.5.6.3.Otomatelikleri35
S
20
Karbon
yzdesi
%
0,35
Kkrt
Kkrtyzdesi%0,20
45 S Mn Pb 20
Karbon
yzdesi
%
0,45
Kkrt
Mangan
(manganoran%0,35-1olduuiingsterilmez)
Kurun
Kurunyzdesi%0,20
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
44/91malzemebilimi.net
43
4.5.6.4.AlamlKaliteelikleri
25
Mn
6
Karbon%0,25
Manganez
Manganez%1,5(x4)
65
Mn
Si
8
Karbon
%
0,65
Manganez%1'denaz
miktaryazlmaz
Silisyum
Silisyum%2(x4)
4.5.6.5.
Alamsz
Asal
elikler
Takm
elikleri
C
60
T1
Karbon
Karbonyzdesi%0,35
1.Kalitetakmelii
C
100
T
Karbon
Karbonyzdesi%1
zeltakmelii
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
45/91malzemebilimi.net
44
4.5.6.6.AlamszAsaleliklerMakineYapelikleriC
85
Karbon
Karbonyzdesi%0,85
Cq
20
Karbon
(Souk
ezmeye
uygun
slah
elii)
Karbonyzdesi%0,20
Cf 65
Karbon
(Alev
ve
endksiyonla
Yzey
sertletirme)
Karbon
yzdesi
%
0,65
Ck
10
Karbon
(Fosfor
ve
kkrt
oran%35'tenazolanlar)
Karbonyzdesi%0,1
4.5.6.7.AzAlamlAsalelikler
25 Ni 8
Karbon
yzdesi
%
0,25
Nikel
Nikelyzdesi%2(8/4=2)
15
Cu
30
Karbonyzdesi%0,15
Bakr
Bakryzdesi%3(30/10=3)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
46/91malzemebilimi.net
45
4.5.6.8.YksekAlamlAsalelikler
X 10 Cr 18 Ni 8
Yksekalamlelik
Karbonyzdesi%0,1
Krom
Kromyzdesi%18
Nikel
Nikelyzdesi%8
X 35 Ni 13 Mn 9 Cr 8
N
Yksekalamlelik
Karbonyzdesi%0,35
Nikel
Nikelyzdesi%13
Manganez
Manganezyzdesi%9
Krom
Krom
yzdesi
%
8
Azot(%0,5'inaltnda)
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
47/91malzemebilimi.net
46
4.5.6.9.Dkmeelikler
D 52
Dkme
elik
Dayanm52daN/mm
D C15
Dkmeelik
Karbonoran%0,15
D
C20
D50
Dkmeelik
Karbonoran%0,20
Dayanm50daN/mm
D S C15 MnSi
Dkmeelik
Sakindklm
Karbonoran%0,15
ManganezliveSilisyumlu
4.5.6.10.LamelGrafitliDkmedemirler
DDL 25
Lamelgrafitlidkmedemir
Dayanm
25
daN/mm
4.5.6.11.KreselGrafitliDkmedemirler
DDK 60
Kresel
grafitli
dkmedemir
Dayanm60daN/mm
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
48/91malzemebilimi.net
47
5.ELKLERNISILLEMLER
5.1.TANIMLAR
Faz:
Metallerin
kafes
yapsna
FAZ
ad
verilir.
KatEriyikler(TekFazlAlamlar):Alamoluturanelementlerinkafessistemlerindebir
deiimolurveelementlerdenbirisininkristalkafesindeherikielementindeatomlaryerleir.
Birtekfazmeydanagelir.Sonuolarakyenizellikleresahipbirmalzeme(alam)oluur.
tektikler
(ift
Fazl
Alamlar):
Alam
meydana
getiren
elementlerin
kafes
sistemlerinde
birdeiimolmaz.Elementlerkendikafessistemleriniaynekildekorurlar.Butipalamlar
oranabalolarakhomojenbiryapdaherikifazndazelliinigsterirler.Bunedenlebutip
alamlarstnzelliklideildirvesnrlzellikdeiimisalanabilir.Homojenliinsaland
oranTEKTKORANvescaklktaTEKTKSICAKLIKolarakadlandrlr.tektikscaklk
alam
elemanlarnn
ergime
scaklklarnn
altnda
bir
scaklktr.
tektoit: Kateriyiklerin yapmolduklarbir tektiktir. Kateriyikler scaklk deiimi ile
baka yaplara dnrler. Bu dnme kat durumda meydana geldiinden aradaki fark
belirleyebilmekiintektoitadverilmektedir.
Ferrit:Odascaklnda9atomlu,hacimmerkezli,kbikkristalkafeslerindenolumutur.Saf
demirdir.
Sementit (Fe3C): %93,3 Ferrit ile %6,67 karbonun oluturduu kimyasalbileiktir.
zgl
arl
dk,
sert
ve
krlgandr.
215C
scaklkta
mknatslanma
zelliini
kaybeder.
Biimlendirilebilmezelliiyoktur.
Perlit::%87Ferritve%13sementitinyaptbirtektiktir.Yapsmikroskopaltndaincelendii
zamanincigibiparlakolduugrlr.
Austenit:
14
atomluyzeymerkezlikarkkristallerineverilenisimdir.Scaklkykselmesiile
karbon eritkenlii artarak %1,7ye kadar
ykselir. Saf veya karbon eritmi halde
mknatslanmaz. Nikelvemanganezkarmileeldeedilenvealakscaklklardadayaps
Austenit olan elikler de elde edilmektedir. Bu elikler mknatslanmazlar. Biimlendirme
zelliiokyksektir.Isveelektriiiyiiletmezler.
Ledeburit: Yksek scaklklarda Austenit ile Sementitin, oda scaklnda iseperlit ile
sementitinmeydanagetirdiibiryapdr.
Isllem:Metalvealamlarnnzelliklerinideitirmekiinkathaldeikenuygulananstma
vesoutmailemleridir.Paralarnslilemsonundaiyaplarndadeimeolur,dekilleri
deimez.
Islilemleranagruptatoplanr.
1-Tavlama
2-Sertletirme
3-Islahetme
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
49/91malzemebilimi.net
48
5.2.
ISILLEMLERNAMALARIeliklereuygulananslilemleringenelolarakamalaraadasralanmtr.
1. Soukvescakekillendirmegerginliklerini gidermek.
2. Talakaraniiliklerikolaylatrmak.
3.
Sertlik
ve
dayanm
kazandrmak.4.
Darbelere
direnciykseltmek.
5. Elektrikvemanyetikzelliklerigelitirmek.
6. Kristalyapydeitirmek.
7.
Isvekorozyondirenciniykseltmek.8. Kimyasalbileimideitirerekzellikkazandrmak.
9. Zamanlasertlemeyisalamak.
10.
Metal
ve
alamlarnn
gazlarn
uzaklatrmak.
5.3.DEMR-SEMENTTDENGEDYAGRAMIDemir
malzemenin endstriyel amalara uygunluu, ierisindeki sementit miktarna
baldr.
Sementiti
meydana
getiren
karbon
olduuna
gre,
demirin
zelliklerini
de
belirleyen
karbondur. Demir ierisindeki karbonun element halinde olmayp hemenbileik meydana
getirmesivebubileiindeanamalzemedemirlealamyapmasndandolaybualamademir
sementitalam,dengediyagramnadademirsementitdengediyagramdenir.
Birmiktarsafdemirergitilirveierisine1900Cscaklklardaarlntoplam%6,67si
oranndakarbonkatlacakolursakarbonunhepsidemirierisindeerir.Scaklkodascaklna
inerek
katlatzamanFe3Ckimyasalbileiindekidemirkarbroluur.Demirvekarbonunbir
aradabulunduumalzemeninhepsi,karbonorannabalolarak,safdemirlesementitinmeydana
getirdiibirserialamlardizisioluturur.
Dengediyagramincelenecekolursademirvesementitinbirokfazmeydanagetirdii,
gerektektik,gerektektoitvegereksekateriyikolanbirdizialamlargrlr.
Delta
Blgesi
Demirsementit dengediyagramna(ekil5.4)bakldnda,kristallerinin1400C
scaklkta kristal kafeslerine dnt grlmektedir. Bublge endstridebyk nemtamaktadr.
ile
gsterilen
blgede
saf
()
kristalleri,
ile
ifade
edilen
blge
ve
kristallerindenolumaktadr.ncblgeise+svblgesinigstermektedir.
tektoit
Blge
Bublgeierisinde%0,008karbonbulunan(pratiktesfrkarbon)snrile%1,7karbon
bulunansnrakadardr.Safdemir ileaustenitin vermiolduubirtektik olmasnaramen
tektoit
ad
verilir
(ekil
5.3).
Saf
demir,
910C
scaklkta
kristallerine
dnr.
Demire
karbon
katld zaman durum tektiebenzemekte ve dnme 910C scaklktan daha alakscaklklaradmektedir.Dnmetektoitscaklkolan723Cscaklktatamamlanr.tektoit
oran%0,85karbonoranndadr.Karbonbublgedesafdemrdenyeterikadarilesementityapar
vebusementitdebelirliorandakidemirleperlitadnverdiimizyapyoluturur.
Demirdekikarbonorantektoit snrolan%0,85eulancayakadar yapdaferrit ile
perlit
bulunur.
Karbon
miktar%0,85olduuzamanyapdatektoitolanperlitbulunur.Oran
%0,85tenfazlaolacakolursa,karbonunancak%0,85kadartektoityapacandanfazlakarbon
yapdasementitolarakbulunur.Bunedenletektoitblgeekil5.1degrldgibikarbon
oran
%0,85ten
az,
%0,85
ve
%0,85ten
fazla
olmak
zere
e
ayrlr.
Scaklk
723C
zerine
kncatektoit yap hemen austenitednr. Yapdakarbonorannabalolarak ferrit ve
sementitin
austenite
dnmeleri
ise
ekilde
bulunan
kendi
erileri
ald
zaman
gerekleir.
Ferritvesementitdahayksekscaklklardadnmlerinitamamlarlar.Dnmtamamland
zamanbtnyapaustenitednr.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
50/91malzemebilimi.net
49
ekil5.1tektoitblge(Baydur,1979)
erisinde %0,3 karbonbulunan X noktasndanbalayarak diyagram incelendiinde
(ekil 5.1) austenitblgesinde a noktasnda 900C scaklktan soutmayabalanan yap
bnoktasnagelindiindednmeurayaraktektoitorandanfazlaolanferritolumayabalar.
Kalan
austenitin
karbonoran(safdemirinayrlmasndandolay)ykselmeyebalar.Scaklk(0)
noktasnageldiizamandahancetektiklerdeyaplanincelemeuyarncaalamdaoluanferrit
miktarkalanaustenitvekalanaustenittekikarbonorannnbulunmasmmkndr.Austenitteki
karbon
oran
Odan
inilen
dik
ile
bulunabilir.
b
noktasndaki
ferrit
oluumunu
ise
yle
aklanabilir.
tektiklerdeolduugibitektikfazlasolanferritinnceolumasgerektiindenaustenitten
ferritayrlr.Kalanaustenitinkarbonorandabunedenleartar.
Austenit 14 atomlu, yzey merkezli kristalkafeslerinden ibarettir. Bu noktada austenitte
erimi olan karbon miktar ok azdr. Bu nedenle ierisinde karbon eritilmemi olan kristalleridnmeyedahakolayimkanbulurveferritbuekildeolumuolur.Scaklk
dmeyedevamettike,ferritoluumununartmaskarsnda,kalanaustenitinkarbonoran
daartarvescaklk723Colduuzamanaustenitinkarbonorantektoitoranolan%0,85
olur.
C
noktasnda
grlen
scakln
altnda
karbon
oran
%0,85e
ulaan
austenit
perlite
dnr.
723C
scaklk
altnda
oda
scaklna
kadar
yapda
ferrit
+
perlit
bulunur.
KarbonorantektoitoranolanYnoktasndabakldnda,Snoktasnakadarherhangi
birdnmeolmadanaustenitolarakkalanyapnn,bunoktadave723Cscaklktabirdenbire
vetamamenPerlitedntgrlr.
Zblgesindeise,yapDnoktasndaaustenityapvarkenscaklkdmesiilebnoktasna
eriilince(SEizgisienfazlakarboneritmeizgisiolduundan) austenitteeriyebilecekenfazlakarbonun eritilebilecei snra eriilmi olur. Bu scaklk altnda austenit daha az karbon
eritebilir.Bunedenlescaklkbdenaaindiizamanaustenitineritemiyeceikarbonatomlar
austenittenkacakfakatserbestkalamayacaiindebirmiktardemiratomlarilebirleerek
sementitioluturacaktr.
Bu
noktadan
sonra
yaplacak
inceleme
aynen
X
noktasndaki
inceleme
eklinde
devamedecektir.Tekfarkferrityerinesementitinyeralmasdr.
eliklerinsnmassrasndaolaylartersinebirekildegeliir.Yukardaanlatlanolaylar
yavasoumailegerekleir.Hzlsoumaileyapdafarklolaylaroluur.
8/9/2019 Malzeme Bilgisi Malzemebilimi.net
51/91malzemebilimi.net
50
PerlitOluumu
Karbonatomlaraustenitteancak723Czerindeerimiolarakbulunabilir.Buscakln
altnda
karbon
atomlar
austenitte
kalamazlar
ve
austenit
kristallerinden
ayrlarak
serbest
hale
geerler.Ancakserbestolarakdabulunmalarimkanszolduundanbirksmdemiratomlarile
birleerek
sementit
meydana
getirirler.
ekil5.2Perlitikyap(Baydur,1979)
Austenit dnm ilebir taraftan sementit meydana gelirken dier yandan karbon
atomlarnn
sementit
yapmas
sonunda
geriye
kalan
saf
demir
de
ferrit
kristallerini
oluturur.
Yalnzbuoluum,tektikprensiplerinegreolduundanplakalarhalindedir.ncebirsementit
plakasoluurveetrafnhemenferritplakalarkaplar.Bylecebtnaustenitbitinceyekadar
dnmedevameder(ekil5.2).
tektikBlge
Bublgeierisindekiyap%1,7karbonbulunanaustenitileyineierisinde%6,67karbon
bulunan sementitin meydana getirdiibir tektiktir. tektik oran %4,3 karbon ve %95,7
demirdenibarettir.tektikscaklk1130Ctr.
erisinde%2,5karbonbulunanblgeincelendiinde,svblgedensoutmabalad
zamannceaustenitin(ierisinde%1,7karbonvardr)katlamayabaladgrlr.nkbu
noktada
austenit
oran
tektik
orandan
fazladr.
Scaklk
dtke
svnn
karbon
oran
ykselmeyebalar.Scaklk1130Coluncakalansvnnkarbonoran%4,3eular.Bunoktadasvnn katlamas ile tektik yap yani ledeburit meydana gelir. Scaklk 1130oCtan aa
dmeyebalayncadahanceaklandgibiaustenitancak%1,7karboneritebileceindenve
buscaklkaltndaeritebileceikarbonmiktarazalacandanaustenittebirksm
Recommended