Çeliklerin Özelliklerine Etki Eden Faktörler 1

Çeliklerin Özelliklerine Etki Eden Faktörler

Bu yazımda çeliklerin mekanik özelliklerine etki eden faktörleri tek tek ele almaya çalıştım. Öncelikle sertleşmeye etki eden faktörlerden bahsedelim.

Sertleşmeye Etki Eden Faktörler

Tane Boyutu

Bilindiği üzere tane boyutunun küçük olması akma mukavemeti arttırıcı etki sağlar. Bunu Hall-Petch denklemi üzerinden okumak mümkündür.

Dönüşüm sıcaklığı tane boyutu üzerinde etkili bir başka etmendir ki bu sıcaklığın görece düşük olması tane boyutunun küçük elde edilmesi ile sonuçlanacaktır. Tabii bu sıcalığı düşürmenin belli bir sınırı vardır. Belli bir sıcaklığın altına düşmesi de yapının iğnesel beynit denilen ve tokluk özelliğini düşürücü etkisi olan, istenmeyen bir yapıya dönüşümüne neden olacaktır.

Bunun yanı sıra tanenin görece küçük eldesi mukavemet yanında tokluğu da arttırır. Öyle ki sertleşme mekanizmaları içerisinde bunu sağlayabilen tek mekanizmadır. Bunu da darbe geçiş sıcaklığını düşürmesi ile sağlar.

Ayrıca çökeltilerin de boyutunun küçük olması istenir ki mukavemet daha yüksek olsun.

Katı Ergiyik Sertleşmesi

Bu mekanizma iki türlüdür. Birincisi Yer alan ikincisi ise arayer katı ergiyik sertleşmesi şeklindedir.

Yer alan (Mn, Cr, Ni)

Demir kafesi içerisine doğrudan giriş yapan ve mukavemet artışı sağlayan mekanizmadır. Bunun için demirle aynı atom boyutunda başka bir element atomu eklenmesi gereklidir. Cr gibi…

Fakat darbe geçiş sıcaklığını yükseltirler ve tokluğa olumsuz etkileri vardır.

Arayer (C, N, B)

Bunlar da kafesin içerisine doğrudan değil de arayer denilen ve daha sonra dislokasyon-empürite etkileşimi yaratacak ve çok yüksek mukavemet artışı sağlayacak diğer yerlerde çözünürler. Yer alan atomlarına göre daha az etkide tokluğu düşürürler diyebiliriz. Fakat yine de olumsuz etkileri vardır.

Dislokasyon Sertleşmesi (Soğuk Deformasyon)

Dislokasyon hareketlerinin engellenmesi ile elde edilen sertleştirme mekanizmasıdır. Böylece mukavemet artar fakat tokluk düşer. Arayer atomlarının dislokasyonlarla olan etkileşimi de tokluğu düşürücü etkide bulunur. Etkisini kaybetmesi rekristalizasyon denilen bir ısıl işlem ile mümkündür.

Çökelme Sertleşmesi

Kafes içerisinde çözünemeyen Cr, V, W, Mo gibi elementlerin karbür olarak ikincil bir bileşen halinde yapıda çökelmesi sonucu elde edilen sertleştirme mekanizmasıdır. Özellikle takım çeliklerinde, 3 aşamalı bir proses izlenerek uygulanır ve ikincil sertlik denilen olguyu oluşturur.

Burda da oluşan çökeltilerin boyutları ince istenir. Bunun için temperleme sıcaklığına ve süresine dikkat edilmelidir.

Bunlar dışında hızlı soğutma teknikleri ile yapının ferrit yerine perlit, beynit, martenzit gibi mukavemeti daha yüksek elde edebileceğimiz yapılara dönüştürmek de mümkündür. Burada dikkat edilecek hususlar soğutma hızının ayarlanması, daha sonradan tokluğu arttırmak için yapılan ısıl işlem koşulları, artık östenitin min. eldesi gibi faktörlerdir. Bu arada şunu da belirtmeliyim ki artık östenitin %100 giderilmesi diye bir kavram söz konusu değildir.