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