Konu: DEMİR ve ÇELİK - rahmiunal.net

1 1 MALZEME B LG S Rahmi NALKonu:DEM R ve EL K2 DEM R ve EL KDemir karbon ala mlar iki s n fa ayr labilir; karbon ala mlar nda (ala ms z elikler)sadece demir ve karbon ml eliklerdedemir ve karbonun yan nda ayr ca Mn, Cr, Ni, Si, Mogibi di er ala m elemanlar da ve elik -R 31. Demir-Karbon Ala mlar zBu ala mlarda temel eleman olan demir ar halde ok yumu ak ve d k ine kat lan karbon oran artt k a sertlik ve mukavemet artar, ancak s neklikve tokluk azal elik ve d kme demirler bu gruba ve mukavemetlerinin yan nda elastisitemod l n n y ksek olu u di er metallere g re ayr bir st nl k sa lar. Bu nedenle bu ala mlar yap ve makine malzemesi olarak kullan lmaya en uygun metallerdir.

2 Demir ve elik -R 4 Demirin kafes sistemiPoliformik zelli e sahip olan saf demirin kat halde de i ik kafes yap s vard ve elik -R 5 CurieS cakl ve M knat slanabilmeS cakl k 7680C ninalt na d nce m knat slanabilen demir meydana gelir. Bu s cakl a curies cakl denilir. Bu s cakl n zerindeki s cakl klarda demir hi bir ekilde m knat slanmaz. Demir ve elik -R 62. Demir -Karbon SistemiHMK demir (ferrit) yumu ak ve d k mukavemetlidir. zFerritile arayerkat eriyi i olu turan karbonun ferritteerime oran oda s cakl nda ok s n rl olup en fazla %0,025 ve elik -R 7zDemirde mevcut karbonun fazlas sementit(Fe3C) denen demir karb r bile i ini olu karbon sistemi diyagram stabilveya metastabilsistemlerde olabilir.

3 ZStabilsistem de karbon grafit olarak olu urken, metastabilsistemde ise karbon Fe3C (sementit) bile i i ve elik -R 8a) StabilSistem (Fe-C Diyagram ):zAla mdaki t m karbon miktar yap i erisinde grafit eklinde dir. zBu i yap yava so utma ile elde edilir. Silisyum miktar i yap n n ferrit+grafi eklinde olmas n kolayla t r r. Bu tip yap stabilsistem yada stabilkat la ma olarak adland r l ve elik -R 9b)Metastabilsistem (Fe-Fe3C diyagram ):zAla m n ihtiva etti i b t n karbon miktar , kimyasal olarak demir karb r eklinde ba lanm t r ve sementit eklinde yap da yer al i yap h zl so utma ile olu ur ve manganez oran ile olu umu kolayla y ksek s cakl kta par alanm ferritve grafit taneciklerine (tempergrafiti) d n ebilece i i in bu tip kat la maya metastasbil(karars z dengeli) sistem karbon ala mlar bu sebepten t r birbirinden farkl e rilere sahip iki ayr denge diyagram ndan olu ur.

4 Aralar ndaki fark ok d k oldu undan, genellikle her ikisi de ayn diyagram zerinde g ve elik -R 10z% 6,67 karbon i eren sementitortorombikkristal yap ya sahiptir. ok sert ve gevrek olan bu faz eliklerin y ksek mukavemetli olu unda ana etkendir. z723 0C nin zerinde var olan ostenitinYMK kafesinde karbnunerime oran daha y ksek olup en fazla % 2 dir. Karbonun fazlas ostenitinyan nda demir karb r olu ve elik -R 11 Demir Karbon kilisinin TerimleriDemir ve elik -R 12 Ferrit(demir) oda s cakl nda HMK kafes yap l -KK (karma kristallerine) Ferrit kimyasal bile i idir. % 93,33 ferritve % 6,67 karbondan olu an bir bile iktir. zg l a rl d k, sert, k r lgan, 215 0C s cakl kta m knat slanma zelli ini kaybeder.

5 Bi imlendirilme zelli i olmayan, eli e dayan m ve sertlik veren bir yap d ve elik -R 13 Perlit %0,8 karbon i eren ala m so utulunca 7230C de ostenityap ferritve sementited n r. Bu iki faz ince ve s k tabakalar (lamellar) halinde olu ur. K r ld zaman inciyi (pearl) and ran g r n sebebiyle perlit ad n al r. %87 ferritve %13 sementitinyapt bir tektoiddir. % 0,8 karbonlu elikte perlitikyap Demir ve elik -R 14 LedeburitSementitile ostenitinyapm oldu u bir tektir. tektiks cakl k 11300C olup, %4,3 karbon ile %95,7 ferritinyapm oldu u bir tektikyap d r. tektiks cakl k alt nda ostenitve sementittenmeydana gelmi olmakla beraber s cakl k d t k e ostenitd n me u rayarak sementitolu turur ve 7230C alt nda ostenitbulunamayaca ndan yap tamamen sementitile perlite d n ksek s cakl klarda ostenitile sementitin, oda s cakl nda ise perlit ile sementitinmeydana getirdi i bir yap d ve elik -R 15 OstenitzYMK kafes yap l karma kristallerine verilen bir cakl k y kselmesi ile karbon eritkenli iartarak % 1,7 ye kadar y kselir.

6 ZSaf veya karbon eritmi halde m knat slanmaz. zNikel ve Manganez ile elde edilen ve al ak s cakl klarda da yap s ostenitolan elikler elde edilmektedir. Bu eliklerde m knat slanmazlar. zl olup bi imlendirilme zelli i ok y ksektir. Is ve elektri i iyi ve elik -R 16 tektoidalt elikler%0,8 den az karbon i eren ala mlara tektoidalt elikler denir. Bu ala mlar so urken nce stenitkat eriyi i olu ur. Daha sonra ostenittenferritfaz ayr r, 723 C agelince geriye kalan YMK ostenit%0,8 karbon i erdi inden yine s k tabakalar halinde tane s n rlar nda ferritve sementiti eren perlite d n tane s n r nda kelmi perlit yap s Demir ve elik -R 17 tektoid st elikler%0,8 den fazla karbon i eren ala mlara tektoid st elikler ala mlarda, ostenitkat eriyi i olu umundan sonra so utulursa u d n mler meydana cakl k d nce karbonca doymu hale gelen ostenittanelerinin evresinde a eklinde demir karb r faz kelmeye ba C agelince geriye kalan ostenitperlite d n ta perlit b lgeleri sementityap l bir kabukla evrilmi olur.

7 B ylece malzeme gevrekle erek kullan lamayacak hale gelir. Bu kabuk ekilli sementitolu umu s l i lemler ile ve elik -R 18 tektoid st eliklerin mikroyap s SementitPerlitDemir ve elik -R 19D kme DemirlerKarbon oran %2-%6,67 aras nda olan ala mlarda karbondan ba ka;1. so uma h z ,2. i erdikleri Si ve Mnoran i yap olu umunu ve elik -R 20 BEYAZ D KME DEM R%2-4 aras nda karbon ve %1 den az Si i eren demir karbon ala m h zl so ursa ana faz demir karb r i inde da lm perlit adac klar ndanolu an bir yap elde edilir. K r ld zaman beyaz G r nen bu metale beyaz d kme ve elik -R 21 KIR (GR ) D KME DEM RGenellikle %2-4 karbon ve %1-3 Si i eren demir karbon ala mlar kum kal ba d k l rse so uma yava olur, karars z Fe3C bile i i ferritve grafite ayr r.

8 Ayr ma k smen olursa i yap da perlit g r l r. Ayr ma tam olursa yaln z ferritve yaprak eklinde grafitmeydana gelir. K r ld zaman gri renkli g r ld nden bu metale k r d kme ve elik -R 22 Demir-Karbon Ala m S n fland r lmas Bu ala mlar ana s n fa ayr l rlar;a. Demirler :C<%0,1b. elikler :%0,1 < C < % karbonlu elikler: %0,1 < C < %0, karbonlu elikler: %0,2 < C < %0, ksek karbonlu elikler: %0,5 < C < %2c. D kme demirler :%2< C < %6,7 Demir ve elik -R 23 Demir-Karbon Ala mlar n n retilmesiHam Demir(Pik)Y ksek f r nda retilen ve hen z hi bir i lem yap lmam demirdir. Do rudan do ruya pek nadir hallerde d k m yap l r ( rne in: yaln z a rl k i in).D kme DemirPik demirinin kupolf r nlar nda (ocaklar nda) yeniden ergitilmesi ve temizlenmesi ile elde edilir.

9 ElikPik demirin elik f r nlar nda i leme tabii tutulmas ile elde ve elik -R 24 Demir ve elik -R 25 Ham Demir (Pik) retimiDemir ve elik -R 26Y ksek F r nDemir ve elik -R 27zDo ada o unlukla Fe2O3ve Fe3O4bile ikleri halinde bulunan demir filizleri y ksek f r nda red klenerekham demire (Pik demiri veya font) d n t r l ksek f r nda bir tabaka kok k m r , bir tabaka demir filizi ve ayr ca bir miktar kire ta oksit bile imindeki cevher, f r n n ocak k sm nda kor halinde bulunan, kok ile temasta red ksiyona u zenginle me kat durum i indir ve karbon miktar artt k a ergime s cakl noktas d ksek f r ndan demir almak zere delindi i s rada (2-4 saate bir) C miktar yakla k %3,5-4,5 kadard ve elik -R 28zCevherin ihtiva etti i oksitler nedeniyle Si, Mn, P ve S gibi katk larda direkt red ksiyonla demire ge Si un ge i iy ksek s cakl klarda olmaktad r.

10 Yaln z, y ksek s cakl kta ve kire ihtiva eden curufolmas halinde, k k rt te curufage edilen ham demir sert, k r lgan ve bi imlendirilme zelli i olmayan bir r nd ksek f r n r n ham demir elik veya d kme demir retiminde kullan l ve elik -R 29 elik retimizAlman DIN normuna g re elik, herhangi bir i lemden ge medend v lebilen ve genellikle %1,7 den fazla karbon ihtiva etmeyen bir demir-karbon ala m d tarife g re ince kesitler halinde d v lebilen (ancak temperlemei leminden sonra) temperd k m elik say lmaz. stisna olarak % 2 C ihtiva eden y ksek ala ml elikler, y ksek orandaki ala m maddeleri nedeni ile elik grubuna ve elik -R 30zHam demir retimden kt nda i erisinde b y k miktarda karbon, ayr ca k smen de refakat elementleri bulunur.