Hızlı Soğutmanın Etkisi
Transkript
Hızlı Soğutmanın Etkisi
SERTLEŞTİRME (Kararlı olmayan durumlar) Hızlı Soğutmanın Etkisi Çeliklerde iç yapı ve dönüşüm sıcaklıklarının demirkarbon denge diyagramına tam uyması ancak yavaş soğuma halinde mümkündür. Uygulamada ise bu dönüşümler yüksek soğuma hızları nedeniyle düşük sıcaklıklarda gerçekleşirler. Böylece genelde martenzite dönüşen iç yapıda ferrit ve perlit oluşumu engellenir. [oC] Malzeme : % C = X1 911 Sıcaklık T [oC] α 723 A3 γ-KE A3 Ar3 α+γ A1 723 A1 γ-KE Bölgesi α+γ Ar1 Ar′ ArZ MS MF % X1 C Fe 0,8 % C α+P S Vkr a T M Vkr ü Soğuma Hızı Vs [oC/s] [oC] Malzeme : % C = X1 911 Sıcaklık T [oC] α 723 A3 γ-KE A3 Ar3 α+γ A1 723 A1 γ-KE Bölgesi α+γ Ar1 Ar′ ArZ MS MF % X1 C Fe 0,8 % C α+P S Vkr a T M Vkr ü Soğuma Hızı Vs [oC/s] Soğuma hızının artmasıyla Ar3 ve Ar1 (soğuma sırasındaki A3 ve A1 sıcaklık değerleri) sıcaklıklarının daha düşük değerlere kaydığı görülmektedir; ancak Ar3 sıcaklığının düşüşü daha hızlıdır. Soğuma hızının daha da artmasıyla Ar3 ve Ar1 sıcaklıkları aynı değerde buluşur: Ar . Bu sıcaklıkta (bu soğuma hızında), ötektoitaltı ferrit ayrışması (serbest ferrit oluşumu) bastırılmış ve alt soğutulmuş ostenit tanelerinin hepsi, doğrudan perlit benzeri (- ve Fe3C lamellerinden ibaret) bir yeni yapı oluşur ki bu çok ince lamelli yapıya sorbit denir. Sorbit yapısının perlitik yapıdan esas farkı, sorbitin sadece daha ince - ve Fe3C- lamellerinden oluşması değil, aynı zamanda homojen dağılımlı sorbit tanelerindeki C oranlarının %0.8’den farklı olabilmesindedir (sorbit tanelerinin her birindeki Fe3C- oranı, o çeliğin toplam Fe3C-oranına eşit olacaktır). Soğutma hızının daha da artırılması, dönüşüm sıcaklığının daha da düşmesine yol açacaktır: Arz . Bu kadar düşük bir “alt soğuma” derecesinde ince de olsa sementit lamelleri oluşturmak için difuzyon hızı ve süresi kâfi gelmeyecek, YMK HMK dönüşümüne uğrayan kristal bölgeleri içerisinde, ancak çok küçük sementit partikülleri (Arz ve Ms sıcaklıkları arasında) ayrışabilecektir. Geri kalan –aşırı soğutulmuş- ostenit bölgeleri çok düşürülmüş sıcaklıklarda (Ms) martenzite dönüşmeye başlayacaktır. Ms’e kadar alt-soğutulmuş (geriye kalan) γ- tanelerinin martenzite dönüşümü Mf sıcaklığında tamamlanmış olacaktır. Bu durumda alt ve üst kritik soğuma hızları (v(kr)a ; v(kr)ü ) arasındaki soğutmalar sonucunda oluşan iç yapılar, kalitatif olarak, martenzit bölgeleri arasında daha önceden dönüşmüş olan ve daha az karbon içeren martenzitler ve onlardan çökelmiş sementit partiküllerinden oluşur. Alt ve üst kritik soğuma hızları (v(kr)a ; v(kr)ü ) arasında oluşan bu üç komponentli iç yapıya trostit denir; martenzite nispeten- tok bir yapıdır. sert ve - Üst kritik soğuma hızından daha büyük hızlarında (vs v(kr)ü (veya sadece) vkr ) yapı sadece martenzitten oluşacaktır. İç Yapı Perlit Sorbit Trostit Sertlik 180 HV 250 HV 400 HV Yararlanılan Kaynaklar: 1- “Mühendislik Malzemeleri” Prof.Dr.-Ing. A.Halim DEMİRCİ Alfa-2004 2- “Malzeme Bilgisi” Cilt-II Prof. Dipl. –Ing. H-J. BARGEL & Prof. Dr. –Ing. G. SCHULZE Çevirenler : Prof. Dr. Şefik GÜLEÇ & Doç. Dr. Ahmet ARAN Gebze-1987