Fiziksel Metalurji Fiziksel Metalurji - Yeniden Kristalleşme METALURJİ LABORATUVARI I YENİDEN KRİSTALLEŞME TAVI Protokol No: D.1.2. Doç. Dr. Muzaffer ZEREN Uzman Serap GÜMÜŞ 03 MAYIS 2007 METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DENEYİN AMACI * Bu deney ile soğuk şekil değiştirilen bir numunede yeniden kristalleşme sonucu meydana gelen fiziksel değişimlerin gözlenmesi amaçlanır. * Belli bir deformasyon oranından sonra malzemeye yeniden kristalleşme (rekristalizasyon) tavlaması uygulamak ve soğuk deformasyondan önceki mekanik özelliklerinin kazandırılması gerekir. * Soğuk deformasyon sonrası sıcaklık artışı ile birlikte yapı yeniden düzen kazanmaya başlar. Bu durum toparlanma ve rekristalizasyon aşamalarıdır. METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DENEYİN YAPILIŞI Numune: St35 çelikten soğuk çekme ile üretilmiş boru numuneleri kullanıldı. İşlem: Soğuk çekme ile üretilmiş boru numuneleri ile 680 °C’de ısıl işlem görmüş boru numunelerini ışık mikroskobunda incelemek ve bu ısıl işlemle mikroyapının rekristalizasyonu takip etmek. Metalografik olarak önce zımparalanmış, daha sonra parlatılmış, dağlanmış numunelerde tane sınırlarının ortaya çıkarılması METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İNCELENEN NUMUNELERİN DURUMU * ÜRETİLDİĞİ GİBİ –ISIL İŞLEM UYGULANMAMIŞ- * 30 DAKİKA SÜREYLE 680 C’DE YENİDEN KRİSTALLEŞME TAVI UYGULANMIŞ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Tablo 1. Deney numunelerinin kimyasal bileşimi Kimyasal Kompozisyon (Kütle %) C : 0.048 Si : 0.145 Mn: 0.388 P : 0.008 S : 0.016 Cr: 0.034 Ni: 0.061 Al: 0.011 Co: 0.021 Cu: 0.12 Kullanılan çelik, yalın karbonlu bir yapı çeliğidir. Bileşim, kükürt miktarı doğrultusunda orta kalitede bir çelik sunmakta ve herhangi bir mikroalaşımlama göstermemektedir. METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ * İnceleme için boru numunesi metalografik olarak önce zımparalanmış (120, 320, 600, 1000 mesh’lik zımparalar ile), daha sonra 3µm boyutlu elmas pasta ile parlatılmıştır. Parlatma sonrası numunedeki tanelerin ortaya çıkarılması için numuneler kısa bir süre Nital ile dağlanmıştır. METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ * Rekristalizasyon sonucu yapı tamamiyle yeniden oluşur ve malzemenin mekanik özelliklerinde çok büyük değişim meydana gelir. Rekristalizasyon için itici güç, deformasyon enerjisidir * Rekristalizasyon için en önemli koşullar, yüksek kafes distorsiyonu (örneğin plastik deformasyon ile verilen şekil değiştirme enerjisi) ile yeni tanelerin çekirdeklenmesi ve büyümesi için yeterli tavlama sıcaklığıdır. METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Şekil 1. % 80 soğuk şekillendirilmiş % 0.03 C içeren çelik malzemede sertlik-sıcaklık değişimi. METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Şekil 2. Statik ve Dinamik Gevşeme ile Yapısal Değişimler Düşük dislokasyon yoğunluklu yeniden kristalleşmiş yapı Ferritik + perlitik Yeniden kristalleşmenin başlangıcı Soğuk haddelenmiş çelik saç malzeme mikroyapısı Soğuk şekil değiştirmiş, yüksek dislokasyonlu yapı Yeniden şekil değiştirmiş, düşük dislokasyon yoğunluklu, ince taneli nihai yapı Soğuk şekil değiştirmiş çelik saç malzemede satırlanma şeklinde mikro çatlaklar METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Yeniden kristalleşme miktarının görüntü analizi teknikleriyle modellenmesi METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MİKROYAPI KARŞILAŞTIRMASI METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Soğuk deformasyonun uygulandığı çelik tel çekme işlemi Dövme işleminde malzeme içi farklı deformasyon bölgeleri Dövme işleminde malzeme içi farklı sıcaklık bölgeleri Soğuk deformasyon sonrası malzemede kullanım sırasında ortaya çıkan çatlaklar METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DÖVME İŞLEMİ UYGULANMIŞ MALZEMEDE MİKROYAPI DEĞİŞİMİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ YÜKSEK DİSLOKASYON YOĞUNLUKLU, ŞEKİLLENDİRİLMİŞ YAPI METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DÜŞÜK DİSLOKASYON YOĞUNLUKLU İNCE TANELİ YAPI METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ SONUÇ SOĞUK ÇEKİLMİŞ NUMUNE YENİDEN KRİSTALLEŞME TAVI UYGULANMIŞ