demir-karbon diagramının devamı ?

[ozan atıcı]

forumda çelik konusunda epey bilgi ve başlık gördüm yanıtını bulabilrim diye düşündüğüm bir sorum var hoca derste

sordu :

demir-karbon denge diagramını neden 6,7 C 'a kadar çiziyoruz? neden devamı yok? varsa devamı nasıl ilerler?

bu konuda bilgi sahibi birisi yardımcı olabilir mi acaba ?

tahminlerim: termodinamik açıdan olamaz , Hmk yada ymk durumda Fe kafesine ancak belirli sayıda C giriyor olabilir atomik dolgu olarak 6,7 nin üzerine çıkılamıyor olabilir yani

[halis ESEN]

  :'(  çözemedimmmmmm

[deserteagle]

Önceki gün bulmuş olduğum malzeme kitabımdan bir alıntı:

Demir-karbon sisteminde bu [alfa], [gamma], [delta] fazları yanında ayrıca bir de demir karbür (Fe3C) fazı bulunur ve buna sementit denir. Demir karbür bir bileşik olup ağırlık yönünden %6,7 C içerir ve ortorombik kristal yapıya sahiptir. Demir içine %6,7 oranında C katılırsa bütün kütle sementitten oluşur.

Denge diagramının %6,7'de sonlanması bundan fazlasının mümkün olmamasından kaynaklanıyordur.

[sefaçabuk]

Kısa bir yanıt isterseniz Eylem in söylediği, Kaşif Onaranın kitabında da yazdığı gibi( iyi bir kitaptır) demir içerisinde karbonun en fazla bu oranda alaşım oluşturabilmesi. Uzun bir yanıt isterseniz ( ki çook uzun olur ) o zaman "atomsal yayınım kuralı" konusunu da işin içine katmak gerekir ki o zaman da 1. ve 2. Fick kuralları da bir yandan işin içine girer vs. iş çok uzar. Şöyle de düşünebilirsiniz, biz aslında sementasyon işlemi yaparken de atomsal yayınım kuralları geçerlidir, sementasyonda da yüzeye emdirebileceğiniz karbon belli bir oranda sınırlanır, dökme demir bir üretim biçimi olduğundan burada durum biraz farklılık gösteriyor ve en fazla dökme yöntemiyle demirin içerisine %6.7 karbon sokabiliyorsunuz. Bu orana demirin karbonu hazmetme sınırı da denebilir. Bir anlamda kimyadaki "doymuş çözelti" mantığına uygun gibi.

[emrekipmen]

Sefa ustam, sementit'in karbon oranı değil mi %6.7. Yani merak ettiğim tüm yapıyı %100 sementit yapmak mümkün mü? 

[sefaçabuk]

Ustam zaten yapıda %6.7 karbon bulunduğunda artık tüm yapıdaki karbon demir karbür ( sementit) halide bağlanmış oluyor, ne azı ne fazlası. Yani yapı %100 sementitten oluşuyor, hiç bir başka faz yok. Diğer bir deyişle ne açıkta karbon kalıyor ne de boşta demir. ( bu arada söylemekte yarar var, sementasyon işlemindeki "semente" de bu konuyla ilintilidir.)

[emrekipmen]

Sağolasın ustam, bilmiyordum tüm yapıyı sementit yapabildiğimizi. Bu anlamda saf karbüt dediğimiz şey bu yapı mıdır o zaman? Yani metalurjinin bu kısmında bilgilerim eksik, gerçekten merak ettiğimden ve öğrenmek amacıyla soruyorum. Sementit sonuçta demir-karbon ikilisinin en sert birleşimi diye biliyorum. Eğer öyle ise, saf sementit bir bıçak nasıl olurdu acaba? biliyorum aşırı kırılgan olurdu ilk olarak, örneğin basit karbon çeliğinden yaptığım bir özel kalemi yeterince uzun süre sementasyona tabi tutsam saf sementit bir malzeme elde edip sert çelikte rahatlıkla çizgi atabileceğim özel bir kalemim olmuş olmaz mıydı? Sadece hipotetik olarak sordum, sanırım bu tip bir kalem öncelikle kırılganlığından ötürü pek iş görmezdi hem de elmas ya da karbür kaplı bir kalemle çok daha kolay bir şekilde zaten amaca ulaşılabilir....

[deserteagle]

"Demir karbür fazı çok sert ve gevrektir" diyor kitap. Bakınca zaten bu artık bir seramikmiş gibi geldi bana.

<%2C lik alaşımda var olabilen katı eriyik hali olmadan örste çalışamayız sanki.  O halde saf demir karbür için talaş kaldırma (stock removal) mı yapmak gerek? 

[sefaçabuk]

Ustam yalın bir karbon çeliğine ne kadar sementasyon işlemi uygularsan uygula o bölgede ne yazık ki tüm kütle sementitten oluşamıyor, onun belli bir sınırı var, kaynağa bakmadan söylüyorum ama sanırım %1.8 civarı. Dediğin gibi saf sementit bir bıçak sert ama kullanılamaz olurdu zaten bu nedenle karbür takımların bir çoğu doğadaki en sert karbürlerden olan tungsten karbürden,  ya mikro döküm ( sfero döküm) ya da sinterleme yoluyla yapılabiliyor. Aslına bakarsan %2 yi geçen karbon oranına sahip çeliklerin de genellikle toz metalurjik ( sinterleme) yöntemle yapılmasının bir nedeni de bu açmaz durum.

[sefaçabuk]

"Demir karbür fazı çok sert ve gevrektir" diyor kitap. Bakınca zaten bu artık bir seramikmiş gibi geldi bana.

<%2C lik alaşımda var olabilen katı eriyik hali olmadan örste çalışamayız sanki.  O halde saf demir karbür için talaş kaldırma (stock removal) mı yapmak gerek? 

Aynen öyle %2 lik bir malzemeyi hiç soğutmadan sürekli 800-900 dereceler aralığında dövme şansın yoksa ne yazık ki dövemeyiz. Her soğuduğunda yapı stresi taşıyamayarak çatlayacaktır. Taşlayarak işleme de tam bir çözüm değil, demir karbürü aşındırması da epeyce zor. Çoook koyu kırmızı bir kıvılcım çıkarır, sürekli ısınır ama aşınma çok az olur. Deli eder.

[emrekipmen]

Anlaşılmıştır ustam, sağolunuz. Benim kafa karışıklığım saf karbür takımların demir karbür olmadığını atlamamdan kaynaklandı. Şimdi çok iyi anladım, o zaman önümüzde tungsten karbür bıçak yapma işi var yani 

[sefaçabuk]

Valla bende çok dar açılı bir kalem var, kuzu gibi yatıyor, ondan deneyeceğim zaten  kırılgan olacağı kesin ama her bıçağı da kırmaya uğraşmıyoruz sonuçta. Üstelik fiyatı da ucuz 3 tl

[ozan atıcı]

öncelikle kısa sürede bu kadar bilgi verdiğiniz teşekkür ederim 

anladığım kadarıyla 6,67 C'dan sonrası alaşımda alfa-ferrit ve dolayısıyla perlit yok oluyor, onun yerine tek fazlı ve tamamı sementit (Fe3C) den oluşan tek fazlı, oldukça sert ve kırılgan yapı ortaya çıkıyor ve ayrıca tüm Fe atomları C ile birleşiyor ve daha fazlasına müsade edilmiyor.

benim çıkarımlarım bu yönde hocam teşekkürlerimi sunarım

 

[Akın Özcan]

Ben de aklımda kalan kadarını yazayım bari sementit demir ve karbonun yaptığı intermetalik bir bileşik. sabit bir bileşimi var Fe3C bu da yüzde atom ağırlık olarak %6.7 ye denk geliyor.

Demir karbon denge diyagramı (aslında doğru adıyla demir sementit denge diyagramı) sementit ara kimyasal bileşik olduğundan ikili faz diyagramı oluşturulabiliyor. Devamını da çizmek mümkün ama ne işimize yarıyacak. Yani pratikte hiç bi işe yaramaz. Emin değilim ama büyük ihtimalle bu noktadan sonra ki karbon saf grafit olarak bulunacaktır.

Sementasyon işleminde de yaptığımız ostenit içine daha fazla karbon sokmak yani maksimum ulaşabileceğmiz nokta %2 civarı olur.

[sefaçabuk]

Ozan çıkarımların tastamam doğru
Akın aynen mikroskobik görüntüsü de öyle, uzun lameller halinde çok iri taneler sahip ve herhangi bir taneye bağlı olmaksızın öylece yapıda görünüyorlar.

[ozan atıcı]

Ben de aklımda kalan kadarını yazayım bari sementit demir ve karbonun yaptığı intermetalik bir bileşik. sabit bir bileşimi var Fe3C bu da yüzde atom ağırlık olarak %6.7 ye denk geliyor.

Demir karbon denge diyagramı (aslında doğru adıyla demir sementit denge diyagramı) sementit ara kimyasal bileşik olduğundan ikili faz diyagramı oluşturulabiliyor. Devamını da çizmek mümkün ama ne işimize yarıyacak. Yani pratikte hiç bi işe yaramaz. Emin değilim ama büyük ihtimalle bu noktadan sonra ki karbon saf grafit olarak bulunacaktır.

Sementasyon işleminde de yaptığımız ostenit içine daha fazla karbon sokmak yani maksimum ulaşabileceğmiz nokta
%2 civarı olur.

ilk paragrafının matematiksel işlemi; Fe3C nin de %6.7 C olduğunun işlemi yani


Fe--> kütle numarası= 55,845
C -->  kütle numarası= 12                         ( kaynak: Vikipedia.com )

3xFe = 55,845 x 3 = 167,535
1xC = 12

3xFe + 1 C = 167,535 + 12 =179,535

% C hesaplaması da  ( 12/179,535 ) x 100 =  % 6,68

yani yaklaşık  literatürdeki değer= % 6,67 ye ulaşıyoruz. demekki max. C bu kadar 

[emrekipmen]

Doğru Ozan, bu sonuçta yapıda en fazla karbon ihtiva edebilecek yapı, sonuç aşikar bir şekilde atomik ağırlık ile ilgili.