İçeriğe atla

Martenzit

Mikroyapı martenzit görünümüdür

Martenzit, çelik kristal yapının çok sert bir şeklidir . Adını Alman metalurji uzmanı Adolf Martens' ten almıştır . Benzetme yoluyla bu terim, difüzyonsuz dönüşümle oluşturulan herhangi bir kristal yapıya da atıfta bulunabilmektedir.[1]

Özellikleri

Martenzit, karbon çeliklerinde, demirin östenit formunun o kadar yüksek bir hızda soğutulması ile oluşur ki, karbon atomlarının sementit (Fe3C) oluşturmak için kristal yapıdan yeterince büyük miktarlarda difüze etmek için zamanı olmamaktadır. Östenit, katı bir demir ve alaşım elementleri çözeltisi olan gama fazlı demirdir (γ-Fe) . Su vermenin bir sonucu olarak, yüzey merkezli kübik östenit, karbon ile aşırı doygun olan martenzit adı verilen oldukça gergin hacim merkezli tetragonal forma dönüşmektedir. Ortaya çıkan deformasyonlar, çeliklerin birincil güçlendirme mekanizması olan çok sayıda dislokasyon üretmektedir. Perlitik bir çeliğin en yüksek sertliği 400 Brinell' dir, martenzit ise 700 Brinell'e ulaşmaktadır.

Martenzitik reaksiyon, östenit martenzit başlangıç sıcaklığına (Ms) ulaştığında soğutma sırasında başlamaktadır ve ana östenit mekanik olarak kararsız hale gelmektedir. Numune soğutuldukça, östenitin giderek daha büyük bir yüzdesi, dönüşümün tamamlandığı daha düşük dönüşüm sıcaklığı Mf' ye ulaşılana kadar martenzite dönüşmektedir.[1]

870 °C' den su verilmiş %0,35 karbon çeliğidir.

Martenzit oluşturmak için çok hızlı bir su verme esastır.[2]

%0-0,6 karbonlu çelik için martenzit çıta görünümündedir ve çıta martenziti olarak adlandırılmaktadır. % 1'den fazla karbon içeren çelik için, plaka martenziti adı verilen plaka benzeri bir yapı oluşturacaktır. Bu iki yüzde arasında, tanelerin fiziksel görünümü ikisinin karışımıdır.

Kalan östenit miktarı arttıkça martenzitin gücü azalmaktadır. Soğutma hızı kritik soğutma hızından daha yavaş ise, Ms sıcaklığına ulaşılana kadar tanelere dönüşeceği tane sınırlarından başlayarak bir miktar perlit oluşmaktadır, daha sonra kalan östenit çelikteki ses hızının yaklaşık yarısı kadar martenzite dönüşmektedir.[3]

Bazı alaşımlı çeliklerde, çeliğin Ms sıcaklığında çalıştırılarak Ms' nin altına soğutularak ve daha sonra plastik deformasyonlarla orijinalin % 20 ila % 40'ı arasında enine kesit alanı azaltılarak martenzit oluşturulmaktadır.[1][4]

Martenzit fazının büyümesi çok az termal aktivasyon enerjisi gerektirmektedir, çünkü süreç, atomik pozisyonların ince fakat hızlı yeniden düzenlenmesiyle sonuçlanan difüzyonsuz bir dönüşümdür ve kriyojenik sıcaklıklarda bile meydana geldiği bilinmektedir.[1]

Martenzit, östenitten daha düşük bir yoğunluğa sahiptir, bu nedenle martenzitik dönüşüm, göreceli bir hacim değişikliği ile sonuçlanmaktadır.[5]

Hacim değişikliğinden çok daha önemli olan, yaklaşık 0.26 büyüklüğünde olan ve martenzit plakalarının şeklini belirleyen kayma şekil değiştirmesidir.[6]

Martenzit, bir denge fazı olmadığı için demir-karbon sisteminin denge faz diyagramında gösterilmemiştir. Denge fazları, difüzyon için yeterli zamana izin veren yavaş soğutma hızları ile oluşurken, martenzit genellikle çok yüksek soğutma hızları ile oluşturulmaktadır. Kimyasal süreçler (dengeye ulaşma) daha yüksek sıcaklıkta hızlandığından, martenzit ısı uygulamasıyla kolayca yok edilmektedir. Bu işleme temperleme denilmektedir. Bazı alaşımlarda, sementit çekirdeklenmesine müdahale eden tungsten gibi elementler eklenerek etki azaltılmaktadır, ancak çoğu zaman çekirdeklenmenin gerilimleri azaltmak için ilerlemesine izin verilmektedir. Su vermenin kontrol edilmesi zor olabileceğinden, birçok çeliğe aşırı miktarda martenzit üretmek için su verilmektedir, ardından amaçlanan uygulama için tercih edilen yapı elde edilene kadar konsantrasyonunu kademeli olarak azaltmak için temperlenmektedir. Martenzitin iğne benzeri mikro yapısı, malzemenin kırılgan davranışına yol açmaktadır. Çok fazla martenzit çeliği kırılgan bırakmaktadır; çok azı yumuşatmaktadır.[3]

Ayrıca bakınız

https://www.youtube.com/watch?v=OQ5lVjYssko 7 Mayıs 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

Kaynakça

  1. ^ a b c d Khan, Abdul Qadeer (March 1972) [1972], "3", The effect of morphology on the strength of copper-based martensites (in German and English), 1 (1 ed.), Leuven, Belgium: A.Q. Khan, University of Leuven, Belgium, p. 300
  2. ^ Marks, Lionel S. (1978). Marks' standard handbook for mechanical engineers. 8th ed. Theodore Baumeister, Eugene A. Avallone, Theodore Baumeister. New York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-004123-7. OCLC 4072899. 
  3. ^ a b Wikipedia contributors. (2020, November 30). Martensite. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 21:36, July 4, 2021, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Martensite&oldid=991477362
  4. ^ Verhoeven, John D. (2007). Steel metallurgy for the non-metallurgist. Materials Park, OH: ASM International. ISBN 978-1-61503-056-9. OCLC 647828194. 
  5. ^ Ashby, M. F. (1986). Engineering materials 2 : an introduction to microstructures, processing, and design. 1st ed. 2. M. F. Ashby, David R. H. Jones. Oxford [Oxfordshire]: Pergamon Press. ISBN 0-08-032531-9. OCLC 13455996. 25 Eylül 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Temmuz 2021. 
  6. ^ Bhadeshia, H. K. D. H. (1987). Worked examples in the geometry of crystals. Londra: Institute of Metals. ISBN 0-904357-94-5. OCLC 15107961. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Demir</span> sembolü Fe ve atom numarası 26 olan kimyasal element

Demir, simgesi Fe ve atom numarası 26 olan kimyasal bir elementtir.

<span class="mw-page-title-main">Alaşımlı çelik</span> Alaşımlı celik

Alaşımlı çelik, mekanik özelliklerini geliştirmek için ağırlıkça % 1.0 ila % 50 arasında toplam miktarlarda çeşitli elementlerle alaşımlanan çeliktir.

<span class="mw-page-title-main">Çelik</span>

Çelik, demir elementi ile genellikle %0,02 ila %2,1 oranlarında değişen karbon miktarının bileşiminden meydana gelen bir alaşımdır. Çelik alaşımındaki karbon miktarları çeliğin sınıflandırılmasında etkin rol oynar. Karbon genel olarak demir'in alaşımlayıcı maddesi olsa da demir elementini alaşımlamada magnezyum, krom, vanadyum ve tungsten gibi farklı elementler de kullanılabilir. Karbon ve diğer elementler demir atomundaki kristal kafeslerin kayarak birbirini geçmesini engelleyerek sertleşme aracı rolü üstlenirler. Alaşımlayıcı elementlerin, çelik içerisindeki, değişen miktarları ve mevcut bulundukları formlar oluşan çelikte sertlik, süneklilik ve gerilme noktası gibi özellikleri kontrol eder. Karbon miktarı yüksek olan çelikler demirden daha sert ve güçlü olmasına rağmen daha az sünektirler.

<span class="mw-page-title-main">Malzeme bilimi</span> yeni malzemelerin keşfi ve tasarımı ile ilgilenen disiplinlerarası alan; öncelikli olarak katıların fiziksel ve kimyasal özellikleriyle ilgilidir

Malzeme bilimi, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleyen, yeni malzemelerin üretilmesini veya sentezlenmesini de içine alan disiplinlerarası bir bilim dalıdır.

Alaşım, bir metal elementin en az bir başka element ile birleşmesiyle oluşan homojen karışımıdır. Elde edilen malzeme yine metal karakterli malzeme olur. Alaşımlar karışıma giren metallerin özelliklerinden farklı özellikler gösterirler. En bilinen alaşımlara; tunç (bakır-kalay), pirinç (bakır-çinko), lehim (kalay-kurşun) ve cıva alaşımları olan amalgamlar örnek verilebilir. Alaşımlar, uygulamaların gerektirdiği fiziksel özelliklere sahip malzemeler üretilmesinde yaygın olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Sıcak daldırma galvanizleme</span> demir veya çeliğin erimiş çinko ile kaplanması işlemi

Galvaniz, 450-455 derecedeki erimiş çinkonun içine daldırılan çeliğin kaplanmasına denir. Çinko, demirle kuvvetli bağlar yaparak üçlü bir faz tabakası meydana getirir.

Sıfır altı işlem ya da kriyojenik işlem, yüksek aşınmaya maruz kalan takımlarda aşınma direncini artırma amaçlı uygulanan modifiye edilmiş bir soğutma işlemidir. Takım çeliklerine uygulanan geleneksel sertleştirme yöntemlerinde çelik östenitleme işleminin ardından çelik cinsine bağlı olarak çeşitli soğutma ortamlarında minimum mümkün sıcaklık olan oda sıcaklığına kadar soğutulur ve martenzitik yapı elde edilir. Yüksek alaşımlı çeliklerde ise sertleşmeyi sağlayan martenzitik dönüşüm belirli bir sıcaklıkta (150-3000 C) başlar ve oda sıcaklığında sona ermez.

Şekil hafızalı alaşımlar; martensitik yapıda iken belli bir dış kuvvete maruz kalmaları sonucu değişen orijinal şekillerini, östenit faz sıcaklığına geçtiklerinde büyük oranda geri kazanabilen alaşımlardır. Alaşım östenit fazda iken, herhangi bir sıcaklık değişimi olmaksızın, sadece uygulanan stresin ortadan kalkması sonucu malzemenin orijinal formunu tekrar kazanması ise süperelastisite(en) olarak tanımlanır.

Kristalleşme, bir eriyikten ya da nadiren direkt olarak bir gazdan, çökeltme yoluyla katı kristal yaratma sürecidir. Kristalleşme ayrıca, bir saf katı kristal fazının ortaya çıktığı büyük miktarda erimiş madde transferini içeren bir kimyasal katı-sıvı ayırma tekniğidir. Kimya mühendisliğinde kristalleşme bir kristalizör olarak ortaya çıkar. Kristalleşme bu nedenle kimyasal reaksiyon sonucu çökelme ile karşılaştırılınca, bir çözücü içindeki çözünen maddenin çözünebilirlik koşullarının değişmesiyle elde edilen bir çökelti görünüşündedir (durumundadır).

<span class="mw-page-title-main">Paslanmaz çelik</span>

Paslanmaz çelik, bileşiminde minimum %10,5 ve üzeri krom ve %1,2'den az karbon içeren ve korozyona karşı dayanıklılığı ile bilinen bir çelik alaşımıdır.

Sertleştirme, metallerin sertliğini artırmak için kullanılan bir metal işlemi türüdür. Bir metalin sertliği, metalin maruz kaldığı gerinim konumundaki tek eksenli akma stresiyle doğru orantılıdır. Sert bir metalin plastik deformasyona karşı direnci daha az sert bir metale göre daha yüksek olacaktır.

Yumuşatma tavlaması, malzemelerin istenilen yapısal, mekanik ve fiziksel özelllikleri elde etmek, talaşlı imalat veya plastik şekil vermeyi kolaylaştırmak için belirli sıcaklıklara kadar ısıtılıp bu sıcaklıklarda bekletilip sonradan yavaşça soğutulması işlemine yumuşatma tavı denilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Cam-seramik</span>

Cam-seramikler (CS'ler), bir camın kristalleştirilmesiyle elde edilmektedir. Camların özellikleriyle kristallerin faydalarının birleşiminin sonucu olarak ortaya camdan daha verimli bir yapı çıkar. Cam-seramikler, uygun bileşimdeki camların ısıl işlem uygulanmasıyla oluşur. Bu nedenle daha düşük enerjiye sahip kristalli yapı oluşur. Kontrollü kristalizasyona tabi tutulduğunda oluşan ince taneli polikristal malzemeler cam- seramik malzemeler olarak adlandırılmaktadır. Holand ve Beall (2012) cam-seramik malzemeleri kimyasal bileşimlerine göre sınıflandırmaktadır. Bu sınıflandırma ; alkali ve toprak alkali silikatlar, alümino-silikatlar, florosilikatlar, silikofosfatlar, demir silikatlar ve fosfatları kapsamaktadır. Cam-seramiklerin bir başka sınıflandırması ise cam-seramikleri oksit ve oksit olmayan kategorilere ayırmaktadır.. Oksit cam seramikler, silikat, fosfat, borat ve GeO2 bazlı malzemeleri içermektedir.

Normalleştirme ısıl işlemi, demirli malzemelere uygulanan bir işlemdir. Normalleştirme ısıl işleminin amacı, mikroyapı' yı rafine ederek malzemenin mekanik özelliklerini geliştirmektir. Bu işlemde malzeme dönüşüm aralığının üzerinde östenit fazına ısıtılmaktadır ve ardından oda sıcaklığında durgun havada soğutulmaktadır. Normalleştirici ısıl işlem, yapısal düzensizlikleri dengelemektedir ve malzemeyi daha fazla çalışma için yumuşak hale getirmektedir. Dövme, bükme, çekiçleme gibi soğuk işleme işlemleri malzemeleri sertleştirmektedir ve daha az sünek hale getirmektedir. Aynı durum kaynaklı kısmın yakınındaki ısıdan etkilenen bölge (ITAB) için de geçerlidir. Normalize edici ısıl işlem, bu malzemenin sünekliğini ve yumuşaklığını yeniden kazandırmaktadır. Bu işlem aynı zamanda, istenen sertleşmeye tepkiyi iyileştirmek için herhangi bir sonraki yüzey sertleştirmeden önceki gibi kullanılmaktadır.

Metalurji biliminde faz terimi, fazın belirli bir kimyasal bileşime, farklı bir atomik bağ ve element düzenine sahip olduğu fiziksel olarak homojen bir madde durumunu belirtmek için kullanılmaktadır. Bir alaşım içinde aynı anda iki veya daha fazla farklı faz mevcut olabilmektedir. Bir alaşım içindeki her fazın kendine özgü fiziksel, mekanik, elektriksel ve elektrokimyasal özellikleri vardır. Bir alaşımda bulunan fazlar, alaşım bileşimine ve alaşımın maruz kaldığı ısıl işleme bağlıdır. Faz diyagramları, belirli bir sıcaklıkta tutulan belirli bir alaşımda bulunan fazların grafiksel temsilleridir. Faz diyagramları, belirli bir ısıl işleme tabi tutulmuş bir alaşımda meydana gelen faz değişikliklerini tahmin etmek için kullanılabilmektedir. Bu önemlidir çünkü bir metal bileşenin özellikleri metalde bulunan fazlara bağlıdır. Faz diyagramları, belirli bir bileşime sahip alaşımların seçimi ve belirli özellikler üretecek ısıl işlem prosedürlerinin tasarımı ve kontrolü için metalurji uzmanları tarafından kullanılmaktadır. Ayrıca kalite sorunlarını gidermek için kullanılırlar.

<span class="mw-page-title-main">Paslanmaz Çelikler</span>

Paslanmaz çelik, öncelikle korozyon ve ısıya dayanıklı özellikleri için seçilen çok yönlü bir mühendislik malzemeleri ailesini tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Tüm paslanmaz çelikler temel olarak demir ve minimum %10,5 krom içermektedir. Bu seviyede krom, ortamdaki oksijen ve nem ile reaksiyona girerek malzemenin tüm yüzeyini kaplayan koruyucu, yapışkan ve uyumlu bir oksit filmi oluşturmaktadır.

Polimerlerin kristalizasyonu, moleküler zincirlerinin kısmi hizalanmasıyla ilişkili bir işlemdir. Bu zincirler birlikte katlanır ve sferülit adı verilen daha büyük küresel yapılar oluşturan lamel adı verilen düzenli bölgeler oluşturmaktadır. Polimerler, erime, mekanik gerdirme veya çözücü buharlaşmasından soğutma üzerine kristalleşebilmektedir. Kristalleşme, polimerin optik, mekanik, termal ve kimyasal özelliklerini etkilemektedir. Kristallik derecesi farklı analitik yöntemlerle tahmin edilmektedir ve genellikle "yarı kristal" olarak adlandırılan kristalize polimerlerle tipik olarak %10 ile %80 arasında değişmektedir. Yarı kristalli polimerlerin özellikleri, sadece kristallik derecesi ile değil, aynı zamanda moleküler zincirlerin boyutu ve yönü ile de belirlenmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Ledebürit</span>

Ledebürit, demirde %4.3 karbon karışımı olup östenit ve sementit fazlarından oluşan demir-karbon ötektiğidir. Ledebürit bir faz değil, östenit ve sementit fazlarının karışımıdır. Ledebürit yüksek sertlik ve kırılganlığa sahiptir.

Sementit veya demir karbür, bir demir ve karbon bileşiğidir, daha iyi bir ifadeyle Fe3C formülüne sahip bir ara geçiş metal karbürdür. Ağırlık olarak %6.67 karbon ve %93,3 demirden oluşmaktadır. Sementitin kimyasal bileşimi Fe3C olmasına rağmen, kristal yapısı hücre başına 12 demir atomu ve 4 karbon atomu ile ortorombik kristal yapıya sahiptir. Normalde saf haliyle seramik olarak sınıflandırılan sert, kırılgan bir malzemedir ve demir metalurjisinde sıklıkla bulunan ve önemli bir bileşendir. Çoğu çelik ve dökme demirde sementit bulunurken alternatif demir yapım teknolojileri ailesine ait olan demir karbür prosesinde hammadde olarak üretilir.

<span class="mw-page-title-main">Ferrit</span> Demir elementinin farklı formları

Ferrit (ferrum: demir) veya alfa demir (α-Fe) oda sıcaklığında ve atmosfer basıncında stabil olan demirin fazlarından biri olan düşük karbonlu çelikte meydana gelen hacim merkezli kübik kristal yapıya sahip, ana bileşen olarak demir içeren katı bir çözeltidir. Çelik ve dökme demire manyetik özelliklerini veren bu kristal yapıdır ve ferromanyetik malzemenin klasik bir örneğidir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.