|
|
T.C
GAZİ
ÜNİVERSİTESİ
TEKNİK
EĞİTİM FAKÜLTESİ
METALURJİ
EĞİTİMİ BÖLÜMÜ
METAL
İŞLERİ ÖĞRETMENLİK PROGRAMI
METALOGRAFİ
RAPORU
Konu:
Ç
1020 Malzemeleri
Öğretim
Görevlisi:
Doç. Dr. Mehmet TÜRKER
Hazırlayan:
9731057
M. Osman KURT
ANKARA 2000
Ç1020 ALAŞIMSIZ
MAKİNE YAPIM ÇELİĞİ
|
MKE
NORMMU |
DIN
NORMU |
GEREÇ
NR. SI |
SAE/AISI
NORMU |
|
Ç
1020 |
C
22 |
1.0402 |
1020 |
KİMYASAL ANALİZİ
|
C |
Mn |
Si |
P |
S |
|
0,15 0,24 |
0,30 0,60 |
0,10 0,30 |
0,040 en
çok |
0,050 en
çok |
KULLANILDIĞI
YERLER
MAKİNELER
- CİVATALAR - SOMUNLAR vs. YAPIMINDA
ISIL İŞLEMİ
ÖZELLİKLERİ
SICAK ŞEKİL
VERME...............................................................
1100 - 850°C
YUMUŞAK
TAVLAMA..............................................................
650 - 700°C
NORMALİZE................................................................................
880 - 910°C
SERTLEŞTİRME..........................................................................
880 - 920°C
MENEVİŞLEME...........................................................................
530 - 670°C
SERTLEŞTİRME
ORTAMI................................................
SUDA - YAĞDA
MEKANİK ÖZELLİKLER
SERTLEŞTİRİLMİŞ
DURUMDA
KOPMA
DAYANIMI.............................................................
50 - 65 kg/mm²
AKMA
SINIRI...............................................................................
30 kg/mm²
KOPMA
UZAMASI..................................................................
%16 (5 d°)
NORMALİZE
EDİLMİŞ DURUMDA
KOPMA
DAYANIMI..............................................................
42 - 55 kg/mm²
AKMA
SINIRI................................................................................
27 kg/mm²
KOPMA
UZAMASI......................................................................
%27 (5 d°)
KOPMADA KESİT
DARALMASI..............................................
%55
SERTLİĞİ
YUMUŞAK TAVLANMIŞ DURUMDA
.............................en çok 140 HB 30
DENEYSEL METOD
A)
Numunenin Deneye Hazırlanması
Optik mikroskop için
numune hazırlamak sıkıcı bir iş olup, metalografide önemli bir yere
sahiptir. İyi hazırlanmamış bir numune yanlış anlamlara ve yorumlara yol açıp
istenmeyen pahalı sonuçlara yol açabilir. Bu nedenle numunenin titizlikle hazırlanması
çok az hata ihtiva etmesi çiziklerden arınmış ana yapıyı bozmayacak ve doğru
yorum yapılabilecek nitelikte olması gerekir.
1-) Numune Alma
Ç.
1020 çeliğinden 10mm çapındaki çubuktan aşağıda verilen ölçülerde
numune alma işlemi yapıldı.
10
mm uzunluğunda
8
mm uzunluğunda
16
mm uzunluğunda
9
mm uzunluğunda numuneler alınmıştır.
2-) Kesme
Malzemenin
kesiminde mümkün olduğu ölçüde mikro yapıyı değiştirmeye özen göstermek
ve bunu en aza indirmek için numunenin kesiminde el testeresi kullanıldı.
Testere
ile kesim genelde 350 BSD'den daha yumuşak malzemelerde kullanılır. El
testeresi yaygın olarak kullanılmakla beraber tepsi testere ve şerit
testerede kullanılmaktadır. Testere ile kesim yapıldığında oldukça pürüzlü
bir yüzey soğutma sıvısı kullanılmaması durumunda ise yüksek ısı ve
deformasyondan dolayı bozulmuş bir tabaka meydana gelir. Ç 1020 malzemesinde
aşağıdaki ölçülerde el testeresi yardımı ile kesim yapıldı.
İlk
olarak
8
mm uzunluğunda ana malzeme
9
mm uzunluğunda %25 deforme etmek üzere
8
mm
uzunluğunda %50 deforme etmek üzere
16mm
uzunluğunda %75 deforme etmek üzere numuneler kesilerek hazırlanmıştır.
Deforme
işleminden sonra numuneler tekrar testere yardımı ile deformasyon akış çizgilerini
görebilmek üzere boyuna ikiye kesildi.
3-) Deformasyon İşlemi
9mm
uzunluğunda 10mm çapındaki Ç1020 malzemesi şahmerdan yardımı ile dövülerek
deforme edildi.6,5mm uzunluğuna getirildi.
8mm
uzunluğundaki 10mm çapındaki Ç1020 malzemesi şahmerdan yardımı ile dövülerek
%50 deforme edildi. 4mm uzunluğuna kadar indirildi.
16mm uzunluğundaki
10mm çapındaki Ç1020 malzemesi şahmerdan yardımı ile dövülerek %75
deforme edildi. 4mm uzunluğuna kadar indirildi.
Şahmerdan
yardımı ile deforme edilen malzemeler ikiye kesildikten sonra aşağıda
verilen numaralandırma işlemi yapıldı.
Deformasyon
işlemi ile taneler sıkıştırılıp enine uzaması sağlandı. Malzeme içinde
pekleşme oluşturuldu. Deformasyon çeşitli ölçülerde yapılarak farklı
yapıların incelenmesi ön görüldü.
1. Nolu malzeme
Ç 1020 malzemesi
2. Nolu malzeme
%25 deforme
edilmiş malzeme
3. Nolu malzeme
%25 deforme
edilmiş malzeme
4. Nolu malzeme
%50 deforme
edilmiş malzeme
5. Nolu malzeme
%50 deforme
edilmiş malzeme
Bu malzeme daha
sonra ışıl işleme tabii tutulacaktır.
6. Nolu malzeme
%75 deforme
edilmiş malzeme
7. %75 deforme edilmiş malzeme
Bu malzeme daha
sonra ışıl işleme tabii tutulacaktır.
4-) Işıl işlemin yapılışı
%75,
%50, %25 deforme edilen numunelerden kesilerek ayrılan 3, 5, 7 nolu parçalar
önceden hazırlanmış fırında 650°C' ta bir saat bekletilerek yeniden
kristalleştirme işlemi yapıldı ve havada soğutuldu.
Yeniden
kristalleştirme işlemindeki amaç deformasyon sonucu malzemenin iç yapısında
dislokasyon yoğunluğu nedeniyle oluşan pekleşmen etkisinin tamamını yok
etmek tane büyümesi olayını ve yeniden oluşan taneleri incelemektir.
5-) Gömme
Çoğu malzemeler
metalografik muayeneye tabii tutulmadan önce gömme işlemine tabii tutulurlar.
Çok büyük malzemeler gömülmezken çok küçük ve düzgün olmayan
numuneler zımparalama ve parlatmanın kolay olması bakımından gömme işlemine
tabii tutulur. İşte bu nedenle inceleyeceğimiz numuneler çok küçük olduğundan
gömme işlemine tabii tutuldu.
Gömme
işlemi bakalit kullanılmak sureti ile yapıldı.
6-) Zımparalama
Gömü
yapılan malzemeler elektron mikroskobunda inceleyebilmek için önce zımparalamaya
tabii tutularak yüzey kısmındaki pürüzler giderildi. Malzemeleri düzgün
bir zemin üzerinde bulunan aşındırıcıya sürülerek zımparalama yapıldı.
Kaba
zımparalama malzeme yüzeyini düzeltmek ve müteakip ince zımparalama
parlatmak için bir basamaktır. İnce zımparalama çoğunlukla 180 - 240 - 320
- 400 - 600 - 800 - 1200 zımparalar ile yapılır. Genelde el ile düzgün bir
zemin üzerinde yapılan zımparalama yaygın olarak kullanılır.
Ç
1020 malzemesinin zımparalama işlemine hazır hale getirilmiş numuneleri bir
zemin üzerinde hafif sulu ortamda sırası ile 180 - 220 - 320 - 400 - 500 -
600 - 800 - 1200'lük zımparalar kullanılarak yapıldı.
7-) Parlatma
Numune
Yüzeyinin hazırlanmasında en son basamak olup numune yüzeyinin düz çiziklerden
arınmış ve ayna gibi bir görünüm yapması için yapılır. Parlatma işlemi,
dönene bir disk üzerine yapıştırılan keçeden oluşur. Keçe üzerine ise
Alemüne dökülür ve numune yüzeyinin teması sağlanarak parlatma işlemi sağlanır.
5 ile 10 dakika süren işlemden sonra numune bol su ile yıkandı. Parlatma işlemi
tamamlandı.
8-) Dağlama
Dağlama
işlemi malzemenin iç yapısını görebilmek için numuneyi %98'lik Nitrik
Asit %2'lik Nital %98 Metanol içerisinde 15sn bekletilmek suretiyle yapıldı.
Su ile yıkanarak alkol sürmek suretiyle kurutuldu.
FAZ
HESAPLARI
1 Nolu numune:
La
Lf
= ¾¾¾
L
La =
78 + 83 + 105 + 89
L
= 150 + 150 + 150 + 150
Lf
= 365 / 600
Lf
= 0,608..............%60 ferrit fazı
MIL = 600 / 50 =
12 mm
gerçek
MIL = 12 / 750 = 0,016 mm
2 Nolu numune:
La
Lf
= ¾¾¾
L
La =
89 + 94 + 75 + 66
L
= 150 +150 +150 +150
Lf
= 324 / 600 =0,54
%54 ferrit fazı
MIL = 600 / 43 =
13,953 mm
gerçek
MIL = 13,953 / 150 = 0,0930 mm
3 Nolu numune:
La
Lf
= ¾¾¾
L
La =
83 + 81 + 65 + 64
L
= 150 +150 +150 +150
Lf
= 289 / 600 = 0,481
% 48 ferrit fazı
MIL = 600 / 41 =
14,63 mm
gerçek
MIL = 14,63 / 300 = 0,0487 mm
4 Nolu numune:
La
Lf
= ¾¾¾
L
La =
88 + 94 + 96 + 64
L
= 150 +150 +150 +150
Lf
= 342 / 600 = 0,57
% 57 ferrit fazı
MIL = 600 / 65 =
9,23 mm
gerçek
MIL = 9,23 / 300 = 0,0307 mm
5 Nolu numune:
La
Lf
= ¾¾¾
L
La =
30 + 56 + 22 + 43
L
= 150 +150 +150 +150
Lf
= 151 / 600 = 0,25
% 25 ferrit fazı
MIL = 600 / 48 =
1,25 mm
gerçek
MIL = 1,25 / 300 = 0,041 mm
6 Nolu numune:
La
Lf
= ¾¾¾
L
La =
96 + 90 + 106 + 97
L
= 150 +150 +150 +150
Lf
= 389 / 600 = 0,648
% 64 ferrit fazı
MIL = 600 / 47 =
12,76 mm
gerçek
MIL = 12,76 / 300 = 0,042 mm
7 Nolu numune:
La
Lf
= ¾¾¾
L
La =
79 + 69 + 79 + 87 + 67 + 66 +74 + 97 +54
L
= 150 +150 +150 +150 +150
+150 +150 +150 +150
Lf
= 621 / 1350 = 0,46
% 46 ferrit fazı
MIL = L /
N = 1350 / 85 = 15,88 mm
gerçek
MIL = 15,88 / 300 = 0,052 mm
Şekil: 1 Büyütme x750
1
nolu parça ana malzeme.
Ç 1020
malzemesinin optik mikroskoptaki temel görünümü
Şekil: 2 Büyütme
x150
2
nolu malzeme %25 deforme edildi.
Deformasyon
sonucu enine uzamış taneler görülmektedir. Dislokasyon sonucu pekleşme
meydana geldi.
Şekil: 3 Büyütme
x300
3
nolu malzeme %25 deforme edildi, yeniden kristalleştirilmiş numune.
Yeniden kristalleşme
sonucu tanelerde büyüme meydana gelmiş ve deformasyondan kaynaklanan pekleşme
ortadan kaldırıldı.
Şekil: 4 Büyütme
x300
4
nolu malzeme %50 deforme edilen numune.
Deformasyon
sonucu tanelerde yönlenme görülmektedir. Dislokasyonlardan kaynaklanan pekleşme
meydana geldi.
Şekil: 5 Büyütme
x300
5
nolu malzeme %50 deforme edilen ve yeniden kristalleştirilmiş numune.
Yeniden
kristalleşme ile malzeme içindeki gerilim giderilmiş ve peklenme alındı.
Şekil: 6 Büyütme
x300
6
nolu malzeme %75 deforme edilen numune.
Deformasyon
akış çizgileri görülmektedir. Aynı zamanda deformasyonla oluşan
dislokasyonlar sonucu pekleşme oluştu.
Şekil: 7 Büyütme
x300
7
nolu malzeme %75 deforme ve yeniden kristalleştirilmiş numune.
Malzeme içindeki gerilim alınarak pekleşme yok edilmiştir.