Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi...

45
MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 4 Dönüşüm Diyagramları – ZSA ve ZSD Diyagramları Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2011-2012 Bahar Yarıyılı

Transcript of Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi...

Page 1: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

MMT440

Çeliklerin Isıl İşlemi

4 Dönüşüm Diyagramları – ZSA ve ZSD Diyagramları

Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2011-2012 Bahar Yarıyılı

Page 2: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Genel Bakış

2

4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları

4.1. Giriş

4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları

4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme

4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme

4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi

4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları

4.3.1 İzotermal dönüşüm

4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm

4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi

Page 3: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Giriş

3

Page 4: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Üst Beynit

4

Östenitin dışında karbür çökelmesi

Östenit içinde karbon difüzyonu

ve Fe3C-çökelmesi

Karbona aşırı doymuş plaka

~0,2µm

~10µm

Alt birim

Demet

Üst beynit

Page 5: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Alt Beynit

5

Üst beynit Alt beynit

Östenitin dışında karbür çökelmesi

Östenit içinde karbon difüzyonu

ve Fe3C-çökelmesi

Östenit içinde karbon difüzyonu

ve ferritte Fe3C-çökelmesi

Karbona aşırı doymuş plaka

Page 6: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Ötektoid çelik mikroyapıları

6

Kaynak: Bhadeshia, 2008

Perlit 720 ºC Beynit 290ºC, izotermal dönüşüm

Beynit 180ºC, izotermal dönüşüm Martenzit

Page 7: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

İzotermal ve sürekli dönüşümlerin

uzunluk değişimine etkisi – SEP 1861

7

Te

0,99

0,1

isotherm kontinuierlich

rela

tive

ng

enä

nde

rung

Zeit Temperatur

ts te

Kaynak: Bleck, 2008

Sıcaklık

Uzu

nlu

k d

işim

i

Süre

Sürekli İzoterm

Page 8: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Sürekli soğuma deneylerinin

değerlendirilmesi – SEP 1860

8

Kaynak: Bleck, 2008

F;B;A M 360°C

F;A B 570°C

A F

670°C

A

F+PA F

720°C

750°C

A

600°C

F;A P

rela

tive L

äng

enä

nd

eru

ng

TemperaturSıcaklık

Uzu

nlu

k d

işim

i

Ö

Ö

Ö

Ö

Ö

Ö

Ö

Page 9: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Belirlenen sıcaklıkların kısaltmaları

9

Kaynak: Bleck, 2008

Ac1 Isıtma ile östenit dönüşümü sıcaklığı

(3 faz denge sıcaklığı, ++ karbür).

Alaşımsız ve alaşımlı çeliklerde

Ac1b Isıtma ile östenit dönüşümünün başladığı sıcaklık

(3 faz alanına giriş sıcaklığı, ++ karbür).

Ac1e Isıtma ile östenit dönüşümünün bittiği sıcaklık

(2 faz alanına giriş sıcaklığı, + ya da +karbür).

Ac3 Ferritin östenite dönüşümünün bittiği sıcaklık

Accm Sementitin östenitte çözünmesinin bittiği sıcaklık

Acc Alaşım elementleri karbürlerinin östenitte çözünmesinin bittiği sıcaklık

Ms Soğuma sırasında östenitten martenzit dönüşümünün başladığı sıcaklık

(Martensit-Start)

Mf Soğuma sırasında östenitten martenzit dönüşümünün yaklaşık olarak bittiği sıcaklık

(Martensit-Finish)

Page 10: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Genel Bakış

10

4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları

4.1. Giriş

4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları

4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme

4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme

4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi

4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları

4.3.1 İzotermal dönüşüm

4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm

4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi

Page 11: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Düşük miktarda M alaşım elementi için

Fe-C faz diyagramı kesiti

11

Kaynak: Bleck, 2008

1100

Massengehalt an Kohlenstoff in %

Te

mp

era

tur

in °

C1000

900

800

700

600

5000 0,2 0,4 0,6 0,9 1,0 1,2 1,4

Ac Ac M C

Ac

Ac

M C

M C

3 cm3

3

3

1e

1b

Karbon miktarı, kütle-%

Sıc

aklık,

ºC

Page 12: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

ZSÖ diyagramının ‘sonsuz’ yavaş sürekli

ısıtma için denge diyagramına bağlanışı

12

Kaynak: Bleck, 2008

Zeit in s

Te

mp

era

tur

in °

C

920

900

880

860

840

820

800

780

760

740

720

700

6800,1 1 10 10

210

3

1000 100 10 1 °C/s

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

% C

920

900

880

860

840

820

800

780

760

740

720

700

680

8

Ac3

+M C3

+M C3

Ac1e

Ac1b

MC3

MC3

Süre, sn

Sıc

aklık

, ºC

Page 13: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

ZSÖ ve ZSD diyagramları için izoterm ve

sürekli ısıtma/soğuma çevrimi

13

Kaynak: Bleck, 2008

AbkühlungErwärmung

ko

ntin

uie

rlic

his

oth

erm

log t log t

t t

t t

T TT

T T

T

T TT

TT

T

T

T

T

T

T

T

1

2 1

2

1

1

1

1

2

2

3

3

T T T1 2 3

T T T1 2 3

Isıtma

İzo

term

S

üre

kli

Soğuma

Page 14: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Genel Bakış

14

4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları

4.1. Giriş

4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları

4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme

4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme

4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi

4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları

4.3.1 İzotermal dönüşüm

4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm

4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi

Page 15: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

C45 çeliği için

izoterm ısıtma ZSÖ diyagramı, A = 130 °C/s

15

Kaynak: Bleck, 2008

1000

900

800

7000,1 1 10 10 10 10 10

Zeit in s

inhomogen

homogen

M C3

M C3

760HV

720 740 760HV

700

Ac

Ac

Ac

3

1e

1b

2 3 4 5

Süre, sn

Sıc

aklık,

ºC

homojen

Page 16: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

C45 çeliği için izoterm ısıtma ZSÖ diyagramı ve

östenit tane boyutu, A = 130 °C/s

16

Kaynak: Bleck, 2008

1000

900

800

7000,1 1 10 10 10 10 10

Tem

pera

tur

in °

C

ASTM12 11 10 9 8 6 4 0

320804020

14

10

7

5

L( m)

Zeit in s

Ac

Ac

Ac

inhomogen

M C

homogen3

1e

1b

3

3

2 5

Süre, sn

Sıc

aklık,

ºC

homojen inhomojen

Page 17: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Rulman çeliğine (100Cr6) ait

izotermal ZSÖ diyagramı

17

1300

1200

1100

1000

900

800

700

Tem

pe

ratu

r in

°C

Zeit in s

750

800

850

900

800

700600

Ab

schre

ckhä

rte in

HV

1

homogener Austenit

750inhomogener Austenit

Austenit+Karbide

Ferrit+Austenit+Karbide

Ferrit+Karbide (Weichglühgefüge)

0,01 0,1 1 10 10 10

Aufheizgeschwindigkeit bis Haltetemperatur: 130°C/s

Ac

Ac

Ac

1e

1b

2 3

Kaynak: Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle Süre, sn

Sıc

aklık

, ºC

Homojen östenit

Su v

erm

e s

ert

liği, H

V1

İnhomojen östenit

östenit+karbür

ferrit+östenit+karbür

ferrit+karbür (yumuşak tavlama yapısı)

Östenitleme sıcaklığına ısıtma hızı: 130ºC/sn

Page 18: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Genel Bakış

18

4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları

4.1. Giriş

4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları

4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme

4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme

4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi

4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları

4.3.1 İzotermal dönüşüm

4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm

4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi

Page 19: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

G15CrNi6 çeliğine ait

sürekli ısıtma ZSÖ diyagramı

19

Kaynak: Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle

homogener Austenit

inhomogener

Austenit

Ferrit+Austenit+Karbide

Ferrit+Perlit+Austenit

Ferrit+Perlit

Ac

Ac

Ac

Ac

Aufheizgeschwindigkeit in °C/s

Tem

pe

ratu

r in

°C

2400 1000 300 100 30 10 3 1 0,22 0,05

1300

1200

1100

1000

900

800

7000,1 1 10 10 10 10 10

Zeit in s

3

1e

1b

2

2 3 4 5

Süre, sn

Sıc

aklık

, ºC

Homojen östenit

östenit+karbür

ferrit+östenit+karbür

ferrit+perlit

Isıtma hızı, ºC/sn

İnhomojen

östenit

+östenit ferrit+perlit

Page 20: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

100Cr6 çeliğine ait

sürekli ısıtma ZSÖ diyagramı

20

Kaynak: Bleck, 2008

Aufheizgeschwindigkeit in °C/s

2400 1000 300 100 30 10 3 1 0,22 0,05

1300

1200

1100

1000

900

800

700

0,1 1 10 10 10 10 10

Tem

pera

tur

in °

C

Zeit in s

750

750

800

900

800

700

600

Absch

reckh

ärt

e in H

V1

homogener Austenit

inhomogenerAustenit

Austenit+Karbide

Ferrit+

Austenit+Karbide

Ferrit+Karbide (Weichglühgefüge)

Ac

Ac

Ac

850

c

1e

1b

2 3 4 5

Kaynak: Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle

Sıc

aklık

, ºC

Homojen östenit

östenit+karbür

ferrit+

Isıtma hızı, ºC/sn

İnhomojen

östenit

Süre, sn

östenit+karbür

Su v

erm

e s

ert

liği, H

V1

ferrit+karbür (yumuşak tavlama yapısı)

Page 21: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Genel Bakış

21

4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları

4.1. Giriş

4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları

4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme

4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme

4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi

4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları

4.3.1 İzotermal dönüşüm

4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm

4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi

Page 22: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

C35 çeliğinde sürekli ısıtmada başlangıç

durumunun östenit oluşumuna etkisi

22

Kaynak: Bleck, 2008

Ausgangszustand Ferrit + Perlit bzw. Ferrit + Karbid

Ausgangszustand Martensit (Gefügeangaben in Klammern)

homogener Austenit

inhomogener Austenit

(homogener Austenit)

Ferrit+Perlit+Austenit(inhomogener Austenit) inhomogener Austenit

Ferrit+Perlit (Martensit)

Ac’

Ac

Ac

3

3

1

konstante Erwärmungsgeschwindigkeit in °C/s

2400 1000 300 100 30 10 3 1 0,22 0,05Tem

pera

tur

in °

C1100

1050

1000

950

900

850

800

750

700

10-1

1 10 102

103

104

105

Zeit in s

Sıc

aklık

, ºC

sabit ısıtma hızı, ºC/sn

Süre, sn

Homojen östenit

östenit

ferrit+perlit (martenzit)

Başlangıç durumu ferrit+perlit ya da ferrit+karbür

Başlangıç durumu martenzit (mikroyapıları parantez içinde verilmiştir)

Page 23: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Genel Bakış

23

4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları

4.1. Giriş

4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları

4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme

4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme

4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi

4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları

4.3.1 İzotermal dönüşüm

4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm

4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi

Page 24: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Genel Bakış

24

4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları

4.1. Giriş

4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları

4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme

4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme

4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi

4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları

4.3.1 İzotermal dönüşüm

4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm

4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi

Page 25: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Dönüşüm kinetiği

25

Kaynak: Bleck, 2008

Gleichgewichts-Umwandlungstemperatur Gleichgewichts-Umwandlungstemperatur

Zeit für eine50%ige Umwandlung

Wachstums-geschwindig-

keit

Umwandlungs-geschwindigkeit

Keimbildungs-geschwindigkeit

Te

mpe

ratu

r

Tem

pe

ratu

r

Geschwindigkeit Zeit

Çekirdeklenme hızı ve dönüşüm hızının

büyümeye etkisi

C şeklinde eğri oluşumu

Denge dönüşüm sıcaklığı Denge dönüşüm sıcaklığı

Hız Süre

Sıc

aklık

Sıc

aklık

Büyüme

hızı

Dönüşüm

hızı

Çekirdeklenme

hızı

% 50 dönüşüm için

süre

Page 26: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

İzotermal bir deney sırasında dönüşüm

26

Kaynak: Bleck, 2008

= Ausgangsphase= Umwandlungsprodukt= Gleichgewichtstemperatur der Umwandlung

AUT

A = Başlangıç fazı,

U = Dönüşüm ürünü,

TG = Dönüşüm denge sıcaklığı

Sıc

aklık

Page 27: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

JMAK-denkleminin

W(t) = 1 - exp (-btn) gösterimi

27

Kaynak: Bleck, 2008

0,99

0,01

log t

W

Wendepunkt

I II III

Sapma noktası

Page 28: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

% 0.45 C’lu bir çeliğin izotermal dönüşüm diyagramı,

dönüşüm sırasındaki etkileşimlere ihmal edilmiş

28

Kaynak: Bleck, 2008

log t

Tem

pera

tur

B

A

A+V

V+P

B+P

M20

60

80%M

Tg

Tg

Tg

Tg

s

V

P

B

M

A+P

A+V

Sıc

aklık

A: Östenit,

V: Önötektoid çökeltiler

P: Perlit,

B: Beynit,

M: Martenzit,

MS: Martenzit başlangıç

sıcaklığı,

Tg: denge sıcaklığı

Page 29: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

% 0.45 C’lu bir çeliğin izotermal dönüşüm diyagramı,

dönüşüm sırasındaki etkileşimler verilmiş

29

Kaynak: Bleck, 2008

log t

Tem

pera

tur

B

A A+V

A+V

V+P

B+P

M

20

60

80%M

Tg

Tg

Tg

S

V

P

B

M

A+P

A+B

Sıc

aklık

Page 30: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

34Cr4 çeliğinin izotermal ZSD diyagramı

30

Kaynak: Bleck, 2008

3

1

2 3 4 5 6

Östenitleme sıcaklığı 850 ºC

(Bekleme süresi 5 dk) ısıtma süresi 2 dk.

Kimyasal

bileşim

Östenit alanı Ferrit oluşum alanı

Perlit oluşum alanı

Beynit oluşum alanı

Martenzit oluşum alanı

HRC ya da HV olarak sertlik değeri 80 Faz miktarları

Sıc

aklık

, ºC

Süre Saat

Dakika

Saniye

Page 31: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

100Cr6 çeliğinin izotermal ZSD diyagramı

31

Kaynak: Bleck, 2008

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

1 10 10 10 10 10 10

1 10 100 1000 10000Sekunden

Zeit Minuten

A Bereich des Austenits

A+K Bereich des Austenits und Karbids

K Bereich der Karbidbildung

Härtewerte in HV

P Bereich der Perlitbildung

B Bereich der Bainitbildung

50,90...Gefügeanteile in Prozent

Bestimmungsverfahren: Dilatometrisch und metallographisch an Proben von 4 mm Dmr. und 30 mm LängeMetallographisch an Plättchen von 3 mm Dicke

Tem

pera

tur

in °

CTem

pe

ratu

r in

°C

1,04

C

0,26 0,33 0,023 0,006 1,53 0,20 <0,01 0,31 <0,01

VNiMoCuCrSPMnSiChemische Zusammen-

setzung in %

1e

1b

s

1e

1b

s

2 3 4 5 6

M

M

AK

P

B

284325

379353

424

606

668

385402464

534

590

501

529478

698

737

863

A+K P

M

M

B

Ac

Ac

Austenitisierungstemperatur 860°CHaltedauer 15 min, aufgeheizt in 3 min

Ac

Ac

50

90

50

Kaynak: Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle

Kimy asal

bileşim

Östenitleme sıcaklığı 850 ºC

(Bekleme süresi 15 dk) ısıtma süresi 3 dk.

Östenitleme sıcaklığı 1050 ºC

(Bekleme süresi 15 dk) ısıtma süresi 3 dk.

Sıc

aklık

, ºC

Süre Dakika

Saniy e

Sıc

aklık

, ºC

Page 32: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Genel Bakış

32

4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları

4.1. Giriş

4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları

4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme

4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme

4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi

4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları

4.3.1 İzotermal dönüşüm

4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm

4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi

Page 33: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

34Cr4 çeliğinin sürekli ZSD diyagramı

33

Kaynak: Bleck, 2008

ChemischeZusammensetzung

C Si

0,35 0,23

Mn

0,65

P

0,026

S

0,013

Cr

1,11

Cu

0,18

Mo

0,05

Ni

0,23

V

<0,01

900

1000

800

700

600

500

400

300

200

100

01 10 10 10 10 10 10

Tem

pera

tur

in °

C

Sekunden1 10 100 1000 10000

1 10 100Minuten

StundenZeit

Bestimmungsverfahren: Dilatometrisch und metallographisch an Proben von 4,5 mm Durchmesserund 15mm Länge.

A

A

Austenitisierungstemperatur 850°C

(Haltedauer 8 min) aufgeheizt in 3 min

A Bereich des Austenits

F Bereich der Ferritbildung

P Bereich der Perlitbildung

B Bereich der Bainitbildung

M Bereich der Martensit- bildung

Härtewerte in HRC/HV

1...3 Gefügeanteile in %

56 52 46 37 34 29 23

23

240 210

180

M

M

A

430 60 75 70

15

B

X

F P3

3070

20

80

10

60

10

45

55

50

50

c3

c1

S

2 3 4 5 6

Kaynak: Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle

Östenitleme sıcaklığı 850 ºC

(Bekleme süresi 8 dk) ısıtma süresi 3 dk.

Kimyasal

bileşim

Östenit alanı Ferrit oluşum alanı

Perlit oluşum alanı

Beynit oluşum alanı

Martenzit oluşum alanı

HRC ya da HV olarak sertlik değeri 80 Faz miktarları

Sıc

aklık

, ºC

Süre Saat

Dakika

Saniye

Page 34: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

106Cr6 çeliğinin sürekli ZSD diyagramı

34

Kaynak: Bleck, 2008

<0,01

V

1,04 0,26 0,33 0,023 0,006 1,53 0,20 <0,01 0,31

C Si Mo P S Cr Cu Mo NiChemischeZusammensetzung

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

01 10 10 10 10 10 10

1 10 100 1000 10000MinutenZeit

Sekunden

A

A+K

K

P

Bereich des Austenits

Bereich des Austenits und Karbids

Bereich der Karbidbildung

Bereich der Perlitbildung

Härtewerte in HV

Bestimmungsverfahren: Dilatometrisch und metallographisch an Proben von 4,5 mm Dmr. und 15 mm LängeThermische Analyse (Gasabschreckung) an Plättchen von 4 mm Dmr. und 0,5 bzw. 1,0 mm Dicke

B

M

RA

Bereich der Bainitbildung

Bereich der Martensitbildung

Restaustenit

Gefügeanteile in Prozent~3;~4...

Te

mpe

ratu

r in

°C

Te

mp

era

tur

in °

C

929 933 890 454 339 303 289 246

318

746 740

740

660

500

453 419 340

Ac

Ac

A+K

M

M

X

B

RA=7

RA=4 RA=3

P

60 40

40

100

100100

100

Austenitisierungstemperatur 860°CHaltedauer 15 min, aufgeheizt in 3 min

Ac

Ac

100100100

100P

25

A

X K

M

M RA=50

RA=40

X

100

1e

1b

s

1e

1b

s

2 3 4 5 6

Kaynak: Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle

Kimy asal

bileşim

Sıc

aklık

, ºC

Süre Dakika

Saniy e

Sıc

aklık

, ºC

Östenitleme sıcaklığı 850 ºC

(Bekleme süresi 15 dk) ısıtma süresi 3 dk.

Östenitleme sıcaklığı 1050 ºC

(Bekleme süresi 15 dk) ısıtma süresi 3 dk.

Page 35: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

41Cr4 çeliğinin sürekli ZSD diyagramı,

sertlik değerleri ve mikroyapıda faz miktarları

35

Kaynak: Bleck, 2008

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

100

80

60

40

20

0

1 10 10 10 10 10

1 10 10 10 10 10

Zeit in s

Te

mp

era

tur

in °

CG

efü

gem

en

ge i

n V

ol.-%

Abkühlungsdauer von Ac bis 500°C in s

1000

800

600

400

200

0

rte

in

HV

10

M P

F

K Kf K` K

HV

Ac

Ac

HV 10 720 560 440 330 350 285 235 225

M

M

AX

F

48 20

5P

50

82

6634

38

62

B

1637

7840

s

3

1

2 3 4 5

I p pm

2 3 4 5

3

a)

b)

B

Başlangıç mikroyapısı

hacim-% 25 Ferrit +

hacim-% 75 Perlit,

östenitleme: 840 °C 15 dk.

Faz miktarları ve sertlik

Ac3 sıcaklığından 500 °C’ye soğuma hızına bağlı olarak

(Km = 7,5 sn; Kf = 43 sn,

Kp` = 80 sn; Kp = 280 sn).

Ac3-500 ºC arasındaki soğuma süresi, sn

Sıc

aklık

, ºC

F

az

mik

tarı,

ha

cim

se

l-%

Süre, sn

Se

rtlik

, H

V1

0

Page 36: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Genel Bakış

36

4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları

4.1. Giriş

4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları

4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme

4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme

4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi

4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları

4.3.1 İzotermal dönüşüm

4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm

4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi

Page 37: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

S355 çeliğinin

SSD (Soğuma süresi-sıcaklık-dönüşüm) diyagramı

37

Kaynak: Bleck, 2008

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

010 10 10 10 10 10

0 2 3 4 1 2 3 4 2 2 3 4 3 2 3 4 4 2 3 4 5

Tem

pera

tur

in °

CAc3

Ac1e

Ac1b

F

P

B

M

8080

8020

202020

7550

5

45

90

10

414 244 191 178 159 151 146

t Zeit in s8/5

Sıc

aklık,

ºC

t8/5 süresi, sn

Page 38: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Genel Bakış

38

4. Dönüşüm Diyagramları – ZSÖ ve ZSD Diyagramları

4.1. Giriş

4.2. Zaman-Sıcaklık-Östenitleme (ZSÖ) Diyagramları

4.2.1 İzotermal ısıtma ile östenitleme

4.2.2 Sürekli ısıtma ile östenitleme

4.2.3 Östenitlemenin mikroyapıya etkisi

4.3. Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (ZSD) Diyagramları

4.3.1 İzotermal dönüşüm

4.3.2 Sürekli soğuma ile dönüşüm

4.3.3 Dönüşümlerde diğer gösterim türleri 4.3.4 Dönüşümlerin mikroyapıya etkisi

Page 39: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Başlangıç yapısının dönüşüme etkisi

39

Kaynak: Bleck, 2008

Ferrit

Bainit

Martensit

Umwandlungsbeginnnach üblicherAustenitisierung

F

B

M

Beschleunigungdurch große MeX-Teilchen (Keime)

Verzögerung durch

T Kornwachstum,Me gelöst, feine MeX-Teilchen

Beschleunigung durch Verformung

Tem

pe

ratu

r

Zeit

Sıc

aklık

, ºC

Süre

Östenitleme sonrası

dönüşüm başlangıcı

Kaba MX

çökeltilerinin

çekirdeklenmeyi

kolaylaştırması

Östenitleme sıcaklığı

ile gecikme: östenit

tane büyümesi, M

çözeltide, ince MX

çökeltileri

Deformasyon ile

dönüşümün

hızlanması

ferrit

beynit

martenzit

Page 40: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Östenitleme sıcaklığı ve

kimyasal bileşimin etkisi

40

Kaynak: Bleck, 2008

A

MB

PF

untereutektoider Stahl

Ac

AcT

lg t

eutektoider Stahl

A

MB

P

Ac =Ac

lg t

T

T

A

MB

P

K

übereutektoider Stahl

Ac

Ac

lg t

s

3

1

3 1

s

cm

1

s

Ötektoid altı

çelik

Ötektoid

çelik

Ötektoid üstü

çelik

Page 41: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Alaşım elementleri ve ısıl işlem koşullarının

etkisi, M450

41

Kaynak: Bleck, 2008

Perlit-Bereich

Bainit-Bereich

Mn, Ni, Mo, Cr, V

Hohe Keimzahl (Erschmelzung)feines Austenitkorn, niedrige Härte-temperatur, C über 0,9 Massen -%

hohe Härtetemperatur , Ferrit-Voraus-scheidung, C, Cr, Mn, Ni, V

niedrige Härtetemperatur (Carbide)Halten oberhalb des Bainit-Bereichs

Martensit-Bereich

Co, Alniedrige HärtetemperaturHalten oberhalb M

C, Mn, Cr, NiMo, V, SiVorausscheidungim Bainit-Bereich

MS

Si

Mn Ni

Cr Mo V

MnNi

Geringe Keimzahl (Erschmelzung),grobes Austenitkorn, langes Halten,hohe Härtetemperatur, C bis 0,9 %

Zeit

Te

mpe

ratu

r

S

Çekirdek sayısının azalması (Ergime), östenit

tane kabalaşması, uzun süreli tutma, yüksek sertleştirme sıcaklığı, %C<0,9

Yüksek çekirdek sayısı, ince östenit taneleri,

düşük sertleştirme sıcaklığı, %C>0,9

Yüksek sertleştirme sıcaklığı, ferrit ön

çökelmesi, C, Cr, Mn, Ni, V

Düşük sertleştirme sıcaklığı (Karbürler), beynit

alanının üzerinde tutma

Düşük sertleştirme sıcaklığı,

Ms üzerinde tutma Beynit alanında

ön çökelme

Martenzit alanı

Beynit

alanı

Perlit

alanı

Süre

Sıc

aklık

Page 42: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Östenitleme sıcaklığının etkisi

42

Kaynak: Bleck, 2008 Kühlzeit (A bis 500 °C) in s3

Tem

pera

tur

in °

CG

efü

geante

il in

%

10 1 10 10 10 -1 2 3

1000

800

600

400

200

0

75

50

25

100

Sıc

aklık

, ºC

F

az

mik

tarı,

ha

cim

se

l-%

Ac3-500 ºC arasındaki soğuma süresi, sn

Page 43: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Soğuk deformasyonun etkisi,

rekristalizasyon sıcaklığı altında

43

Kaynak: Bleck, 2008

0

Höhenabnahme in %

40 60

Auste

nitkorn

grö

ße

, G

(AS

TM

)

-1

0

1

2

3

7

5

8

6

4

10 20 30 50 70

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2Umformgrad

VS , mm-1

80

70

50

10

40

60

30

20

Daralma (gerinme), %

Öste

nit t

ane

bo

yutu

, G

(AS

TM

)

Deformasyon derecesi

Page 44: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Deforme östenit tanelerinde çekirdeklenme

44

Kaynak: Bleck, 2008

Çekirdeklenme

başlangıcı

Tane sınırlarında

çekirdeklenmenin

hızlanması

Deformasyon

bantlarında

çekirdeklenme

Page 45: Konu Başlığı - Kocaeli Üniversitesi | Mühendislik Fakültesi …metalurji.kocaeli.edu.tr/files/DersNotlari/mmt440-07.pdf ·  · 2017-03-134 Dönüşüm Diyagramları – ZSA

Deformasyon parametrelerinin

Ms sıcaklığına etkisi

45

Kaynak: Bleck, 2008

Deformasyon değişkeni Fiziksel metalurjik mekanizma MS’e etkisi

yüksek deformasyon sıcaklığı Martenzit için uygun çekirdeklenme yörelerinde karbür oluşumu

Artan MS

düşük deformasyon sıcaklığı, düşük deformasyon miktarı

Dislokasyon yapılanması, yöresel alaşım elementi fakirleşmesi

Artan MS

düşük deformasyon sıcaklığı, yüksek deformasyon miktarı

Beynit oluşumu, difüzyonu zor olan atımların engellenmesi

Düşen MS