FeC ve FeFe 3 C Faz diyagram Demir

Fe/C ve Fe/Fe 3 C Faz diyagramı

Demir Sementit Faz diyagramı • Sementit; demir karbon faz diyagramında metallerarası bir bileşiktir. • Pratikte Fe-C diagramında sementite kadar olan bölge önemlidir. • Sementit; % 6. 67 C konsantrasyonuna sahiptir. Atom ağrılıkları dikkate alındığında; Fe: 56, C: 12.

• Atom ağrılıkları dikkate alındığında; Fe: 56, C: 12.

Sıcaklık (o. C) Fe/Fe 3 C Faz diyagramı 1148 o. C Tötektik Tötektoid Fe 3 C: Sementit : Ferrit : Ostenit : Delta demir %C: ağırlık olarak

Demir Sementit Faz diyagramı +S (ostenit) S +S Tötektik Perlit Ledeburit 1148 o. C Çelik Dökme demir %C: ağırlık olarak Sementit : Fe 3 C Ferrit : Perlit : + Fe 3 C Ostenit: Delta demir: Ledeburit. Tötektoid

Çelik ve Dökme demir • Çelik (steel): %2 ye kadar C içeren demir alaşımına verilen isimdir. • Dökme Demir (cast iron) : %2 oranından daha fazla C içeren demir esaslı malzemelere verilen isimdir. Pratikte C oranı en fazla % 4. 3 kadar olur.

Çelik • Çeliklerde ötektoid bileşim: % 0. 8 C • Ötektoit çelik; % 0. 8 C içeren çeliğe ötektoit çelik adı verilir. – Ötektoit altı çelikler (C oranı < % 0. 8 %), otektoid bileşimden daha az C içeren çelikler. – Ötektoid üstü çelikler (C oranı > % 0. 8) otektoid bileşimden daha fazla C içeren çelikler.

Ötektoid altı ve Ötektoid üstü Çeliklerde Ötektoid reaksiyon

I III 5 III 1 2 3 4 +Fe 3 C 3 5 Perlit + 12 3 4 II Otektoit Bileşim Sementit Perlit

Çelik • Perlit: Ötektoit reaksiyon sonrası -Fe (ferrit) ve Fe 3 C (sementit) tarafından oluşturulan özel yapıya verilen isimdir. (ferrit) taneleri (Açık renk) Sementit taneleri (Koyu renk)

• C miktarı % 0. 8 %100 perlitik yapı (ötektoit çelik). • C miktarı sıfıra doğru azaldıkça, perlit azalır, ferrit ( -Fe) artar. • C miktarı % 0. 8 in üzerinde arttıkça, perlit miktarı azalır, sementit miktarı artar.

+ + Perlit %100 Perlit γ +Fe 3 C Perlit +Fe 3 C Otektoit Bileşim

Dökme demir • C içeriği %2 den daha fazla olan (pratik olarak %4. 3 e kadar) Demir-karbon alaşımıdır. • Sıvı fazdan katılaşması sırasında soğuma hızlarına bağlı olarak farklı iç yapılara sahip olabilir. – Hızlı soğuma: Beyaz dökme demir. – Yavaş soğuma: Kır dökme demir (ferritik, ferritik/perlitik, perlitik). – Temper dökme demir: BDDin tavlanması ile. – Küresel dökme demir: Mg, Ce gibi grafiti küreselleştiren alaşım elementleri katılması ile.

Beyaz DD • Katılaşma sırasında soğuma hızı yüksek tutulursa Beyaz DD elde edilir. • Bu yapıda sementit baskındır dolayısıyla sert ve gevrektir.

Beyaz DD Ötektik reaksiyonda: Sıvı ledeburit iç yapı ( +Fe 3 C) 1 S 3 +Fe C 3 +Fe 3 C 4 Dökme demir Ledeburit S+Fe 3 C Dönüşmüş Ledeburit +S 1 2 2 Sıvı Ötektik öncesi 3 Ötektik Fe 3 C 4 Ötektoit Perlit Ötektik Fe 3 C

Kır dökme demir • Sıvı fazdan çok yavaş soğuma ile karbon difüzyonla bir araya toplanarak lamelli bir yapı oluşturur. 1. Ferritik kır dökme demir : Çok yavaş soğuma hızı: . 2. Ferritik-perlitik kır dökme demir : Biraz daha hızlı olması durumunda. 3. Perlitik kır dökme demir: Daha hızlı olması durumunda. oluşur. • Perlit oranı arttıkça dayanım artar. • Tüm durumlarda süneklik çok kötüdür. • Lamelli yapıda keskin uçların oluşturduğu çentik etkisi nedeniyle mekanik özellikler çok kötüdür.

Grafit Lameller Ferritik DD Perlitik DD Ferritik-Perlitik DD Artan Soğuma Hızı Perlit

• Grafitin dayanımı Demirin yanında ihmal edilebilecek kadar küçüktür. • Dolayısıyla grafit bölgeler boşluk gibi davranır. • Bir de keskin köşelerin oluşturduğu çentik etkisi ilave olunca yapı çok gevrek-kırılgan davranır. • Dolayısı ile kır DD ler genelde basmaya karşı zorlanan parçalarda kullanılır. Çekme zorlanmaları olan yerlerde kullanılmaz. Lameller

Temper ve Küresel grafitli DD • Lamellerin mekanik özelliklere olumsuz etkisini ortadan kaldırmak amacıyla grafitlerdeki keskin kenarlar ortadan kaldırmak amacıyla bazı işlemlere tabi tutulur.

Temper Dökme Demir (TDD) • • Temper DD: Hızlı soğuma ile elde edilen Beyaz dökme demir yaklaşık 950 o. C de uzun süre (48 saat) tavlanır. Bu şekilde sementit yapı içerisindeki kararsız karbon bir araya toplanarak temper grafiti denilen topak halinde yapılar meydana getirir. Bu yapıda süneklik %10 a kadar artabilir. Soğuma hızına göre 3 farklı TDD elde edilebilir 1. Ferritik Temper Dökme Demir, 2. Ferritik-perlitik Temper Dökme Demir, 3. Perlitik Temper Dökme Demir.

Ferritik TDD Temper grafiti Perlitik TDD Perlit Ferritik-Perlitik TDD Artan Soğuma Hızı

Küresel Dökme Demir (KDD) • • • Eriyik DD içerisinde Mg ve Ce gibi grafitleri küreselleştiren alaşım elementleri katılır. Bu şekilde oluşan grafitler küresel şekillidir ve süneklik %20 lere kadar artar. Soğuma hızına göre 3 farklı KDD elde edilebilir 1. Ferritik küresel dökme demir, 2. Ferritik-perlitik küresel dökme demir, 3. Perlitik küresel dökme demir.

Küresel grafit Perlitik KDD Ferritik-Perlitik KDD Artan Soğuma Hızı Perlit