KARABK NVERSTESTEKNK ETM FAKLTES METAL ETM BLM

METALOGRAF LABORATUARI DENEY RAPORU HAZIRLAYAN: Ahmet TNEM OKUL NO: 2009010424009 BLM : Metal retmenlii 2. SINIF (II) retim RAPORU TESLM ALAN: Prof. Dr. Ramazan KAARAr.Gr. Hayriye Ertek EMRE

DENEYN ADI : METALOGRAFK NUMUNE HAZIRLAMA VE MKROYAPI NCELEMES DENEYN AMACI : Ark kaynak teknii ile birletirilmi Dk Karbonlu eliin Metalografik ncelenmesi

TEORK BLG: Makine mhendisliinde %95 civarnda metaller kullanlmaktadr. Bunedenle metalografik muayene de makine mhendisliinde ounlukla metallere uygulanmaktadr. Metal atomlar dzgn geometrik yaplar oluturarak dizilirler. Ayn dorultudaki geometrik yaplar tane ad verilen gruplar halinde bir araya gelirler. Atmosferik artlar altnda metal yzeyinde kir, pas ve nem tabakalar oluur. Bu tabakalar gerek yzeyin grlmesini engellerler. Bu yzden muayene parasnn bir yz dzeltilir ve parlatlr. Dzleme ilemi SiC su zmparas ile zmparalanarak gerekletirilir. Daha sonra ok kk boyutlardaki (0,01-1m) almina tozu (Al2O3) andrc olarak kee zerine dklerek numune parlatlr. Parlatma ileminden sonra malzeme yzeyine kimyasal enerji verilerek, ki buna dalama ilemi denir, tane snrlarndaki yksek enerjili atomlar koparlarak malzeme ierisi oluturulan bu renk farkllndan dolay grnr hale getirilmi olur. KULLANILAN CHAZ VE MALZEMELER: 1. Dk karbonlu elik, 2. Kaynak makinesi, 3. Kesme cihaz, 4. Bakalite alma kalb, 5. Reine, 6. 360dan 1200e kadar zmpara, 7. Dalama cihaz, 8. Dalamak iin kimyasal dalayclar, 9. Dalama sonras temizleyici sv, 10. Metal mikroskobu

DENEY AAMALARI: 1. DENEY PARASININ HAZIRLANMASI: Ana paralara kaynak yaplabilmesi iin paralarn ilk olarak kir, pas gibi etmenlerden tel fra ile temizlenerek hazr hale getirilmelidir. Hazr olan paralarn, kaynak iin kaynak masasna hangi tr diki atlacaksa o dikiin atlp, atmosfer ortamnda soutulmaya braklr. Kaynak yaplan ana paradan, metalografik inceleme iin alnacak olan numunenin fiziksel ve kimyasal olarak ana paray tam olarak temsil etmesi gerekir. Bu bakmdan numune alnmas iin temelidir. Numune alnrken dikkat edilmesi gereken noktalar zellikle dvlm veya haddelenmi malzemeden enine ve boyuna kesit incelenmelidir. Ayrca incelemenin ieriine gre malzemenin kenar ve ortasndan, ince ve

kaln yerlerinden, bozuk ve salam ksmlarndan ayr ayr numune alnmaldr. Numunenin nereden alnaca tespit edildikten sonra uygun bir alet ile numune kesilir. Bunlar testere, keski, torna, kesici tas, ekile krma ve oksi-asetilen olabilir. Prensip olarak, numuneyi alrken yzeyde en az plastik sekil deitiren ve en az s meydana getiren kesme metodu seilmelidir. nk btn alma orijinal malzeme i yapsnn mikroskop altnda grlebilmesi iindir.

2. BAKALTE ALMA : Zmparalama esnasnda kk ve biimsiz ekilli numuneleri elle tutmak g olduu iin kalplama ilemi yaplr. Kalplama ilemi scak ve basn altnda kaplama, souk olarak kaplama eklinde olabilir. Asl ama malzemenin orijinal yapsn incelemek olduu iin scak ve basntan i yaps etkilenebilecek malzemelerde souk kalplama veya kelepeleme tercih edilmelidir. Kalplama , zmparalama ve dalama ilemleri iin temizlik ve kolaylk salar. rnek olarak ekil 1 ve 2 de yer almaktadr.

ekil. 1 Polyestere alnm numune

ekil. 2 Bakalite alnm numune

3. ZIMPARALAMA:Kaba ve ince zmparalama seklinde ayrlabilir. Kaba zmparalama kademesinin amac, ince zmparalama ve parlatma kademeleri iin ilk dz yzeyi elde etmektir. Kaba zmparalama kademesinin amac, ince zmparalama ve parlatma kademeleri iin ilk dz yzeyi elde etmektir. nce zmparalamada 320, 400, 600, 800, 1200 nolu zmparalar kullanlr. Bir zmparadan dierine geerken el ve numune iyice ykanmaldr. Bylece daha kaba zmpara tanelerinin bir st kademeye gemesi nlenmi olur. Geilerde numune bir nceki zmparalama ynne gre 90 evrilirse, bir nceki kademedeki iziklerin yok edilip edilmedii daha kolay anlalabilir. Zmparalama ilemi bir nceki zmparann iziklerinin yok edildii srenin iki kat olmaldr. rnek olarak ekil 3de gsterilmektedir.

Zmparalamada bir nceki izin silinmesi iin numunenin 90O evrilmesi

ekil. 3de 300lk zmpara

ekil 4de 800lk zmpara

4. PARLATMA:Parlatma ileminin temel amac, yzey przlln azaltmak suretiyle, iyi yanstan bir yzey elde etmektir. Parlatma ilemi son zmparalama ilemi srasnda yzeyde braklan izlerin yok edilmesi hedeflenmektedir.

Bu bakmdan, parlatma ileminde ok ince (0,01-1m) almina tozu (Al2O3, Elmas, SiC, Fe2O3, Cr2O3) vb andrclar kullanlmaktadr. .En son ince zmparadan sonra kee zerine dklen andrc (ounlukla elmas olarak adlandrlr) ile numune parlatlr. Parlatmada sert paralarda yksek devir, yumuak paralarda dk devir seilmelidir.

5. DALAMA Gerek i yap zelliklerini ortaya karmak iin numunenin uygun bir kimyasal reaktifle dalanmas gereklidir. Nital = %1-5 Nitrik asit(HNO3) + %95-99 Alkol(CH3OH), Dalama sonras yapdaki baz fazlar dalaycdan etkilenerek parlakl bozulur (ukurlar), bylece optik metalurji mikroskobunda daha koyu renkli grlrler. Dalama ileminin gereinden uzun sre yaplmas halinde numune yzeyinin tamam dalaycdan etkilenerek kararabilir, bu durum ar dalamadr. Ar dalama, tekrar 1200nolu zmpara veya parlatma kademesine dnlerek dalamann etkisi giderilene kadar numunenin parlatlmasyla giderilebilir.

6. MKROSKOPLA NCELEME Mikroskop ile inceleme: Metalografik muayenede iki tip optik mikroskop kullanlmaktadr. Bunlardan birincisi 50 bytme oranna kadar bytme yapabilen Stereo mikroskoplardr. Stereo mikroskop ile tane yapsndan ziyade belirli bir blge makro olarak incelenir. zellikle kaynakl imalat yaplm paralar Stereo mikroskop ile incelenir. kinci optik mikroskop ise gnmzde 2500 bytme oranna kadar kabilen metal mikroskoplardr. Metal mikroskoplar ile bir numunenin belirli bir blgesinin i yaps mikroskobik olarak incelenir. Burada temel ama o incelenen blgenin dokusu hakknda bilgi edinmektir.

7. DENEYN YAPILII

1- Ana malzememizden yaklak 2cm boyunda numune kestik, 2- Ee yardm ile apaklarn temizledik, 3- Bakalite alma yntemiyle kalplanr, 4- Kaln zmpara ile bakalite kalbnn apaklarn temizledik, 5- Sra ile 300, 400, 600, 800 ve 1200nolu zmpara katlaryla zmparalama yaptk, 6- Parlatma kademesinde numune parlatma diskine tutup belirli bir sre parlattk, 7- Numune alkolle ykanp kurutulur, 8- Bir para pamuk ve maa ile tutarak Nital dalayc reaktifine batrp numune yzeyine parlak yzeyin matlat grlene kadar srlr (Ar dalamamaya dikkat!) Nital = %1-5 Nitrik asit(HNO3) + %95-99 Alkol(CH3OH), 9- Dalama grlnce numune derhal bol su ile ykadk, ardndan alkolle ykayp kuruttuk, 10- Dalama durumuna bakp eer yeterli deilse, dalama ilemi tekrarlayabilirdik. Ar dalama durumunda parlatma kademesine dnlmelidir.

8. DENEY SONULARI DEMR KARBON DENGE DYAGRAMI

1. Ferrit yap nedir? -demiri olarak bilinir. Kristal kafes yaps HMK eklindedir. C atomlar Fe atomlar arasnda az miktarda yer alan atomlar olarak bulunur. Demir-karbon denge diyagramnn en yumuak yapsdr. Tokluu dktr, uzamas %40 a kadar varr. yaps aadaki gibi grnr.

2. stenit yap nedir? Demirin yzey merkezli kbik halidir. g-Demiri olarak bilinir. yaps aadaki gibidir. Tokluu yksektir. Sertlii 40 RC civarndadr. C nun yap iersinde kat arayer atomu olarak ok miktarda bulunduu yapdr.

3. Sementit (Fe3 C) yap ne demektir? Demir karbid olarak bilinir. Max % 6,67 C ihtiva eder. Olduka sert ve gevrek bir yaps vardr. ekme mukavemeti dk ama basma mukavemeti fazladr. eliin sert olmasn salar.

4. MARTENZT YAPI: stenit ve karbonun yar- kararl versiyonudur. Kristal kafes yaps, g blgesindeki YMK yapdan arpk tetragonal yapya dnmtr. ok sert ve krlgan bir yaps vardr.

ekil 1 1. Resimde grlmekte olan (ekil 1) kaynak blgesi ve tap blgesini gzlemekteyiz. Kaynak esnasnda yksek scaklkta iken ani soumaya bal olarak olumaktadr. Bir anda soutulan ve tanelerin eski haline gelmesine izin verilmeden olumaktadr. Taneler kaynak blgesine doru boyuna bir uzant sergilemektedir. Is tesiri altnda kalan blge ise yeniden kristalleme scaklna ulamad iin tanelerin snrlarnda deiikliin olmad grlmektedir.

ekil 2 2. Bu resimde grlmekte olan (ekil 2) tane bykl (OK) ynnde gidildike tane yapsnn byd grlmektedir. Ama gruplamalardaki ve tane snrlarnda klme gzlenmektedir. Kaynak esnasnda yksek scakla kmasndan dolay atomlar birbirlerine daha sk ve grup oluturmalarna izin vermeden soutma neden olmaktadr. (Suda soutularak) Yksek hzda soumaktan dolay C atomlar iyapda sementit iinde bulunur.

ekil. 3 3. Resimde grlmekte olan (ekil 3) yeniden kristalleme scaklna ulaan kaynak blgesinde, iinde bulunan C miktarnn bir ksm Fe YMK nin iinde hapsolarak olumaktadr. Yalnz bu oluumlar ok az miktarda olmaktadr.

ekil 4.

4.

Siyahlar sementit (Fe3C), Beyazlar ferritik (a-Fe)

ekil . 5 5.

ekil. 6 6. Resimde gsterilmi olan blgede, s tesiri altnda kalan blgeye gei noktalarnda ani soumadan dolay C atomlarnn YMKnn ierisinde yer almasndan dolay gevrek krlma gereklemi olabilir.