03.03.2011
METALOGRAFİ 2010-2011 BAHAR
TANIM • Malzem Malzemele elerin rin FİZİKS FİZİKSEL, EL, KİMY KİMYASA ASAL, L, ELEKTRONİK ve MEKANİK özellikleri bileşimlerinin yanı sıra İÇ YAPILARINA doğrudan bağlıdır. • Başka Başka bir bir deyiş deyişle le “Mikro “Mikro yapı yapı malzem malzeme e teknolojisinin çekirdeğidir” • Metal malzemeleri malzemelerin n iç yapıların yapılarınıı inceleyen inceleyen bilim dalına METALOGRAFİ denilmektedir.
1
03.03.2011
Metalografik incelemeler büyütme değerine göre 3 temel grupta toplanırlar;
1. Çıplak gözle veya en çok 10x büyütme ile yapılan incelemeler 2. 10x-2000x büyütme arasında yapılan incelemeler
3. 2000x büyütmeden daha büyük değerlerde ve derinliğine ayırt etme gücünün çok yüksek olmasının istendiği yerlerde yapılan incelemeler
• Çıplak Çıplak gözle gözle veya veya en çok çok 10x büyü büyütme tme ile ile yapılan incelemelerin genel adı MAKROSKOBİ dir. • Eğer Eğer iç yapı yapı incele inceleme mesi si 10X 10X büyütm büyütme e veya daha büyük değerlerle yapılıyorsa yapılan inceleme MİKROSKOBİ olarak adlandırılır.
2
03.03.2011
• Mikrosko Mikroskobik bik ince incelem lemele elerr de kendi kendi içinde içinde OPTİK mikroskobi ve ELEKTRON mikroskobisi olarak iki başlık altında toplanır.
• Mikrosko Mikroskobik bik incele incelemel meler, er, en en çok 2000x 2000x büyütmeye kadar optik mikroskoplarla yapılabilirler. Daha büyük büyütme değerleri ve daha yüksek derinliğine ayırt etme gücü isteniyorsa elektron
mikroskopları kullanılmaktadır.
3
03.03.2011
• Çoğunl Çoğunlukla ukla alaşım alaşımsız sız ve düşü düşükk alaşım alaşımlılı çelik malzemelerin mikroskobik incelemeleri ve karakterizasyonu için optik mikroskobi yeterlidir.
• Bu ders ders kapsam kapsamınd ında a sizler sizlere e OPTİ OPTİK K MİKROSKOBİ konusu anlatılacaktır.
OPTİK MİKROSKOBİ • Optik Optik metal metal mikros mikroskop koplar ları, ı, yüze yüzeyi yi hazırlanmış metal numunelerin iç yapı kontrollerinde kullanılmaktadırlar. Optik mikroskoplarda elde edilen görüntü düzlemsel bir görüntüdür. İncelenmek istenen numune mutlaka bir hazırlama sürecinden geçirilir.
4
03.03.2011
NUMUNE HAZIRLAMA Numune hazırlama işlemi 6 temel kademeden oluşur; 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Numu Nu mun ne A Alm lma a, Kes Kesme me
Kalıplama Zımparalama Parlatma
Dağlama Mikr Mikros osko kopt pta a ince incele leme me
Numune Alma, Kesme • Metalo Metalogra grafik fik numu numune ne hazır hazırlam lamanı anın n en önemli aşamasıdır. • Bu aşama aşamada da mikros mikroskop kop altınd altında a incelenebilecek boyutta bir numune ana
malzemeden alınır. • Dikkat Dikkat edil edilmes mesii gerek gereken en öneml önemlii nokta nokta numune alma sırasında incelenecek mikro yapının bozulmasına neden olmamaktır.
5
03.03.2011
• Çoğu Çoğu malze malzemed mede e kesme kesme sırası sırasında nda meydana gelecek ısınma ve/veya deformasyon mikro yapının bozulmasına neden olacaktır. • Bu nede nedenle nle kesme kesme işlemi işlemi yapılı yapılırke rken n en önemli hususlardan biri, malzemeyi deforme etmeden ve ısıtmadan numune almaktır.
• Numune Numune alma alma sıra sırasın sında da oluşa oluşacak cak ısın ısınma ma ve/veya deformasyon numune yüzeyinde “artifact” diye tabir edilen görüntülere neden olabilir. Bu durumda metalografın numune üzerinde gördüğü görüntü, gerçek mikroyapı görüntüsü değil, ısınmanın ve/veya deformasyonun oluşturduğu farklı bir görüntüdür.
6
03.03.2011
• Numune Numunenin nin yüks yüksek ek hızlı hızlı dönen dönen bir bir disk disk ile ile alınması deformasyonu çok büyük ölçüde azaltacaktır. • Bu işlem sırasında sırasında kullanılaca kullanılacakk soğutma soğutma sıvıları sıvıları ile de ısınma engellenebilir. • Ancak; Ancak; doğru doğru şekil şekilde de alın alınan an bir bir numune numune üzerinden doğru mikroyapı analizi yapılabilir.
Çelik malzemelerde; 1.Aşındırıcı disk ile, 2.Makas ile veya, 3.Testere ile kesme yapılabilir.
Unutulmaması gereken DEFORMASYON ve ISINMA olmamalı
7
03.03.2011
TAVSİYE EDİLEN • SiC, Al2O3 veya Elmas tozu emdirilmiş aşındırıcı diskler ve kaliteli bir kesme cihazı kullanılmasıdır.
Piyasada çeşitli markaların farklı modellerini görebilirsiniz, ancak iyi bir kesme cihazında motorun bağımsız bir bölmede olması ve mengene sisteminin çok kaliteli olması önerilir. Ayrıca kesme diski ilerleme hızının kontrol edilebileceği cihazlarda daha kaliteli kesme
işlemleri yapılabilmektedir.
8
03.03.2011
Yanlış kesilmiş mikroyapı örnekleri
Her iki mikroyapı da aynı numune üzerinden alınmıştır, malzeme dual faz çeliği (0.11C, 1.4 Mn, 0.58 Si, 0.12 Cr, Cr, 0.08Mo). Birinci yapı kesme sırasında oluşan deformasyon ile oluşmuş “artifact” yapı. İkinci mikro yapı, birinci yapının 2 mm altına yapılan zımparalama ve parlatma sonunda elde edilmiş olan gerçek mikroyapı. (%12 sulu Na2S2O5, 1000x).
Düşük alaşımlı çelik (%0.15 C). Aşındırıcı kesme diski ile numune alma sırasında oluşan aşırı ısınmanın neden olduğu mikroyapı görüntüsü. Resimlerin tümü aynı numuneye aittir. Yalnızca 4. resim gerçek mikroyapı görüntüsüdür.(%4 pikral, 1000x)
9
03.03.2011
Kesme yöntemlerinin farklılıklarının meydana getirebileceği görüntüler. Malzeme AISI 1010, sıcak hadde mamulü çelik. 1. Yapı aşındırıcı kesme diski ile kesilmiş, deformasyon en az, 2. Yapı şerit testere ile kesilmiş kesme yüzeyinde bir miktar
deformasyon görülüyor 3. Yapı makas ile kesilmiş ve deformasyon en üst düzeyde.
(Yöntem karanlık saha aydınlatması, Marshall reaktifi, 400x)
• Bunun Bunun dışın dışında da numune numune alırke alırken n dikkat dikkat edilme edilmesi si gereken bir hususta, alınan numunenin, malzemenin tüm özelliklerini yansıtabilecek şekilde seçilmesidir. Bu nedenle;
• Numune Numune alını alınırke rken n ana malze malzemen menin in imalat imalat şekl şeklii göz önüne alınmalıdır.
10
03.03.2011
• Malzem Malzeme e üretim üretim yöntem yöntemler lerini inin n mikroya mikroyapı pı üzerinde etkisi vardır, örneğin soğuk haddelenmiş bir malzemenin mikroyapısı aynı bileşimde sıcak haddelenmiş yapıdan farklıdır.
• Ayrıca; • Örneği Örneğin n soğuk soğuk haddel haddelenm enmiş iş bir malzemenin mikroyapısı bakış açınıza göre farklılık gösterebilir.
11
03.03.2011
Kesme Diski
Nasıl Seçilmeli? Kesme hızı ne olmalı? Kesme diskinin
ne ölçüde aşınmasına izin verilmeli?
Kesme Diski • Keseceğ Keseceğini inizz malzem malzemeni enin n sertlik sertlik değeri değerine ne bağlı olarak, kullandığınız firma ürünleri içinden uygun diski seçmelisiniz.
12
03.03.2011
Kesme Hızı • Hemen Hemen hemen hemen tüm kesm kesme e cihazl cihazları arı sabi sabitt hızda hızda dönen bir motorla çalışırlar. Firmalar, çoğunlukla, imal ettikleri diskleri de bu hızlarda makul düzeyde aşınacak şekilde üretirler. Genellikle kullanılan diskin üzerinde hangi hızda döndürülmesi gerektiği belirtilir. • Bu hızın hızın üzeri üzerinde nde yapıl yapılaca acakk kesme işlem işlemler lerind inde e aşırı ısınma oluşacak ve mikroyapı değişecektir.
Kesme diskinde müsaade edilen aşınma • Eğer Eğer bir bir disk disk uygun uygun olma olmaya yan n cihazd cihazda a kullanılırsa aşınma miktarı artacaktır, bu durum numunenin aşırı ısınmasına neden olacaktır. • TAVSİY TAVSİYE: E: Kulland Kullandığı ığını nızz kesme cihazı cihazı için için önerilen diskleri kullanınız.
13
03.03.2011
Kesme diski ilerleme hızı • Kesilen Kesilen malze malzemen menin in kesiti kesitine, ne, ısı ısı iletim iletim katsayısına, sertlik değerine bağlı olarak kesme diskinin ilerleme hızı seçilmelidir.
HANGİ MALZEMEDEN NE ŞEKİLDE NUMUNE ALINMALI? • Çubuk Çubuk form form çelik çelik malz malzeme emeden den numun numune e alırken alırken çubuğun üzerinde herhangi bir yerden alacağınız dik kesit numune yeterli olacaktır. Elinizde farklı şarjlardan üretilmiş çubuklar varsa her birinden ayrı ayrı numune alınması gereklidir.
• Örneği Örneğin n bir alım alım sıras sırasınd ında a aynı aynı cins çeli çelikte kten n çeşitli çaplarda çok sayıda alım yapılmışsa her çap içinden rassal olarak seçilen yeterli örnek sayısı için numune kesilmelidir.
14
03.03.2011
• Eğer Eğer hadde haddelen lenmiş miş bir bir ürün ürün üzeri üzerinde nden n numune alıp incelemeniz gerekiyorsa, en az birer numuneyi hadde yönünde, hadde yönüne dik olacak şekilde almalı ve incelemelisiniz.
Döküm Parçalardan Numune Alma • Özelli Özellikle kle çok büyük büyük boyu boyutlu tlu döküm döküm parçalardan doğrudan parça üzerinden kesilerek numune alınamaz. Bu tip dökümler için mutlaka, her şarj için, kupon numuneler dökülmeli ve bu kuponların (blokların) dökümün soğuma hızını temsil edecek değişken kesitlere sahip olması sağlanmalıdır.
15
03.03.2011
• Döküm Döküm parç parçala alarr için “merdi “merdiven ven blok” blok”,, Y blok, U blok gibi örnekleme parçaları da parça dökümünden önce dökülerek incelenmelidir.
Döküm parçalarda kullanılan blok örnekleri
Aşındırıcı kesme diski ile yapılan kesme sırasında karşılaşılan sorunlar ve çözüm önerileri
Sorun
Muhtemel Sebep
Çözüm
Numu Numune ne yüzey üzeyin inde de yanma anma
Kesm Kesme e sıra sırası sınd nda a num numun unen enin in aşırı ısınması
Soğutucu debisini artırın, kesme diski ilerleme hızını azaltın, daha yumuşak bir kesme diskine geçin.
Kesme Kesme diskin diskinin in çabuk çabuk aşın aşınması ması
Disk bağlay bağlayıcı ıcı maddes maddesinin inin tutma tutma özelliğini yitirmesi
Daha sert bir disk seçin ve diskin ilerleme hızını azaltın.
Kesme diski üzerinde sıklıkla kırılma olması
Soğutucu sıvının homojen dağılmaması veya numune mengenesinin gevşemesi
Mengeneyi kontrol edin,
Kesmeye karşı aşırı direnç oluşması
Diskin yavaşlaması
Daha yumuşak bir kesme diski seçin ve soğutma suyu debisini azaltın, kesme basıncınızı değişken tutun.
Kesme Kesme sırası sırasında nda diskin diskin durma durması sı
Kesme Kesme cihazı cihazının nın kapasite kapasitesini sini aşan bir kesitin kesmek
Daha büyük güçte bir kesme cihazı kullanın.
soğutma sistemini kontrol edin.
istenmesi
16
03.03.2011
Kalıplama • Bu işle işlem m ince incelen lenece ecekk numu numunen nenin, in, incelenecek yüzeyi açıkta kalacak şekilde bir dolgu malzemesiyle etrafının kaplanması demektir.
Hangi durumlarda mutlaka
kalıplama yapılmalıd yapılmalıdır? ır? • Numune Numunenin nin zımpa zımparal ralama ama ve ve sonrası sonrasında nda tabi tabi tutulacağı işlemlerde el ile tutulacak olması nedeniyle, eğer numune keskin köşe ve kenarlara sahipse veya el ile tutulamayacak
kadar küçükse mutlaka kalıplanmalıdır. • Eğer Eğer numune numune zımpa zımparal ralama ama ve ve parlatm parlatma a işlemi işlemi otomatik makinalarda yapılacaksa yine kalıplama gerekecektir. • Numunede Numunede yüzey yüzey işlemi işlemi varsa varsa (sertleşt (sertleştirme irme veya veya kaplama gibi) ve yüzeyde bir analiz yapılacaksa mutlaka kalıplanmalıdır.
17
03.03.2011
Kalıplama işlemi temel olarak iki şekilde yapılabilir; •Soğuk kalıplama, •Sıcak kalıplama. Bunun dışında basit mengene sistemleri de kullanılabilir.
• Soğuk Soğuk kalıp kalıplam lama a işlemi işlemi olduk oldukça ça basit basit ve hızlı yapılabilen bir işlemdir. Kalıplanacak numune soğuk kalıp malzemesinin döküleceği kalıp yuvasına incelenecek yüzey alta gelecek şekilde konur ve bir kap içinde sıvı olarak hazırlanan kalıp sıvısı bu boşluğa dökülür.
18
03.03.2011
• Soğuk Soğuk kalıp kalıp malzem malzemele elerin rinin in katı katılaşm laşma a süresi kullanılan kalıp malzemesine bağlıdır. • Soğuk Soğuk kalıp kalıp malzem malzemele eleri ri genel genellikl likle e sentetik reçinelerdir ve bu malzemelerin 20 dakika içinde katılaşabilenleri olduğu gibi 24 saat içinde iç inde katılaşabilenleri de vardır.
Soğuk kalıplanan malzemeler mutlaka bir vakum kabı içinde katılaşmaya bırakılmalıdır. Ancak bu şekilde oluşabilecek kalıp içi gözeneklerin önüne geçilebilir.
19
03.03.2011
• Sıcak Sıcak kalıpla kalıplama ma işlemi işlemi ise ilk ilk yatırı yatırım m maliyet maliyetii oldukça yüksek olan sıcak kalıp presleriyle yapılabilir. • Bu presl presleri erin n haznesi haznesine ne konan konan numun numuneni enin n etrafı etrafı kalıp malzemesiyle doldurulur ve kapağı kapatılan haznenin sıcaklığı 150-2000C „a çıkarılır, haznenin basıncı ise 2 atm‟e kadar artırılır. Bu şekilde ısıtılan kalıp malzemesi eriyerek numunenin etrafını sarar ve ardından soğutularak katılaşması sağlanır.
• Sıcak Sıcak kalıplama kalıplama için kullanılan kullanılan kalıp malzemeler malzemelerii genellikle toz vaziyette bulunan termoset plastik
malzemelerdir. Bu tür kalıp malzemeleri soğuk kalıp malzemelerinden çok ucuz malzemelerdir. • Sıcak Sıcak kalı kalıplam plama a işlemi, işlemi, her malze malzeme me için için uygun uygun değildir. Bu yöntemle kalıplanacak malzemenin mikroyapısının mikroyapısının sıcaklık ve basınç altında değişmemesi gerekmektedir.
20
03.03.2011
21
03.03.2011
Zaman zaman kalıplama yerine iki plaka arasına numuneyi sıkıştırarak da hazırlama işlemleri yapılabilir.
Örneğin; bir grup çok ince sacı yan yana dizerek ve iki plaka arasına alarak numune hazırlamak mümkündür.
• Çelik Çelik ve ve dökme dökme demi demirr malzem malzemele elerr hem soğuk soğuk hem de sıcak kalıplama yöntemiyle kalıplanabilirler. • İSTİSNALAR: 1.Eğer çelik numune üzerinde boya kaplama veya elektrolitik kaplama varsa ve dik kesitte kesi tte bu
kaplama ile ilgili çalışma yapılacaksa mutlaka soğuk kalıplama tercih edilmelidir. 2. Eğer su verilmiş yüksek karbonlu bir çelik malzeme kalıplanacaksa mutlaka soğuk kalıplama tercih edilmelidir.
22
03.03.2011
Düşük karbonlu çelik levha, elektrolitik elektrolitik olarak nikel kaplanmış. 1. resim sıcak kalıplanmış, 2. resim soğuk kalıplanmış numuneye ait. Parlatılmış, 100x.
Kalıplama tekniğinin mikroyapı üzerine etkisini gösteren fotoğraflar. Malzeme %1C içeren alaşımsız çelik, 10950C‟de 30 dakika bekletildikten sonra suda su verilmiş. 1. Resimde sıcak kalıplanmış numune yapısı, 2. resimde ise soğuk kalıplanmış numune yapısı görülüyor. Her iki numunede %10 sulu Na2S2O5 ile dağlanmış, 500x.
23
03.03.2011
• Eğer Eğer numune numune ince incelem leme e işlemi işlemi elektr elektron on mikroskobunda yapılacaksa ve numunenin kalıplanması gerekiyorsa, mutlaka elektrik iletkenliği olan bir kalıp malzemesi kullanılmalıdır. • Bu tip tip özel kalıp kalıp malz malzeme emesi si buluna bulunamad madığı ığı durumlarda, mevcut kalıp malzemesine demir ya da bakır tozu katılarak iletkenlik sağlanabilir.
• Kalıp Kalıp malze malzeme meler lerii çok çok çeşitli çeşitlidir dir ve bu malzemelerin sertlikleri de farklıdır. Genel uygulama inceleyeceğiniz numunenin sertliği ile ters orantılı bir kalıp malzemesi seçmektir.
24
03.03.2011
Zımparalama • Zımpar Zımpara a kağıdı kağıdı ile ile incelen incelenece ecekk yüzey yüzeyin in mekanik mekanik aşındırma işlemine tabi tutularak temizlenmesidir. • Zımpara Zımpara kağıdı kağıdı olarak olarak genellikle genellikle SiC tozlarını tozlarının n yapıştırılmış yapıştırılmış olduğu dairesel kağıtlar kullanılır. • Bu zımpar zımparalar alar döner döner bir disk disk tabla tabla üzerine üzerine yapıştı yapıştırılı rılırr ve numune zımpara üzerine el ile veya otomatik numune tutucusu ile bastırılır. • Zımpar Zımpara a kağıtl kağıtları arı üzeri üzerinde nde Mesh Mesh numaras numarasıı (grid) (grid) yazılmaktadır. • Bu numara, numara, zımpa zımpara ra üze üzerin rinde de 1″ uzunl uzunlukt ukta a kaç kaç adet adet aşındırıcı olduğunu göstermektedir. • Bu durumd durumda a 100 Mesh‟ Mesh‟lik lik bir bir zımpar zımpara a 500 Mesh‟l Mesh‟lik ik bir zımparadan daha kabadır.
25
03.03.2011
• Zımpa Zımparal ralama ama işle işlemi mi numu numuney neye e bağlı bağlı olarak kaba zımparadan ince zımparaya z ımparaya doğru en az 4 aşamada yapılmalıdır ve her zımparalama kademesi arasında numune 90 derece çevrilmelidir. Numunenin her kademe arasında çevrilmesi yüzeyin temizlenmesini kolaylaştırmaktadır.
Zımparalama Zımparalama kademeleri arasında 900 çevrilerek tutulan numuneler üzerinde oluşan paralel çizgiler ve bu çizgilerin dik kesitteki görüntüsü.
26
03.03.2011
Zımparalama işlemi mutlaka yeterli yeterli seviyede yapılmalıdır. Aksi taktirde diğer aşamalardan sonra dağlanan numuneden gerçek görüntü alınamayabilir. Her iki resimde aynı numune üzerinden alınmıştır. Malzeme AISI 1010, sıcak hadde mamulü. 1. resim yeterli düzeyde zımparalanmadan, parlatılmış ve dağlanmış yapı. 2. resim aynı numunenin yüzeyi 2 mm daha zımparalandıktan sonra parlatılmış ve dağlanmış yapı. Marshall ayracı, 500x.
• Günümü Günümüzde zde suya suya dayan dayanıkl ıklıı zımpar zımpara a kağıtları kullanımı daha yaygın olmakla beraber, manyetik diskli cihazların artmasına paralel olarak farklı zımparalama sistemleri de geliştirilmiştir.
27
03.03.2011
• Sonuç Sonuç olar olarak; ak; çelik çelik numu numunel neleri erin n zımparalama işleminde, kestiğiniz ve kalıpladığınız kalıpladığınız numunenin yüzeyinin çok iyi hazırlanmasını istiyorsanız 80 grid ile başlayıp, 120, 240, 320, 400 ve 600 grid ile devam edilmelidir. Bu şekilde parlatma öncesi olabilecek en iyi temizlenmiş yüzey elde edilmiş olacaktır.
28
03.03.2011
Parlatma • Numune Numunenin nin yüze yüzeyi yinde nde yapı yapılan lan meka mekanik nik aşındırma işleminin bir diğer türüdür. • Parlat Parlatma ma işlemi işleminde nde aşındı aşındırıc rıcıı taneler taneler döner döner bir disk üzerine yapıştırılmış olan bez üzerine dökülürler. • Numune Numune bez bez üzerind üzerinde e serbest serbestçe çe dolaş dolaşabi abilen len aşındırıcılar üzerine el ile veya tutucu ile bastırılır. • Numune Numunenin nin türün türüne e göre göre tutma tutma işlemi işlemi sabit sabit vey veya a numuneyi hareket ettirerek olabilir.
Çelik malzemelerin parlatılması işlemi tamamen numunenin içerdiği fazlara bağlıdır. Örneğin perlit ve karbür fazları içeren bir çelik numunede parlatma süresi kısadır, oysa ferrit ağırlıklı bir numunenin mikro yapısını ortaya çıkarmak için yapılacak parlatma işlemi çok daha uzundur. Ayrıca bu tip bir malzeme her parlatma kademesi arasında dağlanmalıdır. dağlanmalıdır.
29
03.03.2011
Perlit veya karbür ağırlıklı mikro yapılar 6 mm elmas macunu ile canvas kumaş üzerinde birinci kademe parlatmaya tabi tutulduktan sonra, 1 mm elmas macunu ve
orta uzunlukta tüylü (örneğin çuha) kumaş üzerinde ikinci kademe parlatma yapılır.
Bu malzemelerin parlatılmasında numuneye uygulanan uygulanan basınç yüksek olmalı ve disk yavaş dönmelidir.
30
03.03.2011
Parlatma işleminin ardından numune akar su altında kaliteli bir pamuğun üzerine sürülmesiyle temizlenmeli ve etil alkol ile silinip kurutulmalıdır. Çoğu çelik numune bu aşamadan sonra dağlanarak incelenebilir, ancak büyük büyütme değerlerine çıkılacaksa daha iyi bir yüzey hazırlamak amacıyla colloidal silica (SiO2) kullanılarak (0.04 mm) final parlatma yapılmalıdır.
• Özelli Özellikle kle ferr ferritit ağırl ağırlıkl ıklıı çelik çelik mikro mikro yapılarında yapılarında veya ferritik matrisli dökme demir mikro yapılarında SiO 2, MgO veya Al2O3 aşındırıcılar kullanarak final parlatma işlemi yapılması önemlidir. Zira bu malzemelerde yetersiz parlatma
nedeniyle yanlış görüntü görüntü alınma riski daha daha fazladır.
31
03.03.2011
Her iki mikro yapı görüntüsü de AISI 1010 malzemeye aittir, 1. resimde final parlatma yapılmamış bir yapı görünmektedir. Bu resimde görünen siyah noktaların gerçek mikro yapı görüntüsüyle (büyük kısmının) hiçbir ilgisi yoktur. 2. resim ise aynı numunenin doğru hazırlanmış ve parlatılmış halini göstermektedir.
Parlatma farklılıkları: 1.resim 10-20 mm Al2O3 uzun tüylü çuhada parlatılmış, 2. resim 1mm elmas macunu ile kısa tüylü sentetik süet üzerinde parlatılmış, 3. resim 1 mm elmas macunu pamuklu kumaş üzerinde parlatılmış. 250x.
32
03.03.2011
• Numune Numune parlat parlatıld ıldıkt ıktan an sonra sonra yüze yüzeyy pürüzsüz hale gelmiş demektir. • Bu durumd durumda a numu numunen nenin in yüzey yüzeyii incelenecek olursa (mikroskop altında) numunenin yapısındaki yapısındaki kusurlar veya metal olmayan kalıntılar gözlenebilir. İncelenen numune bir dökme demirse numune yüzeyinde grafitler görülebilir.
•Numune üzerinde mikro temizlik seviyesinin kontrolü, •Dökme demirlerde grafit içeriği, şekli ve dağılımı, •Su verilmiş malzemelerde mikro çatlak v.b. Kusurlar
Parlatma işleminden sonra dağlamadan önce ortaya çıkarılırlar.
33
03.03.2011
Elektrolitik Parlatma Aşındırıcılar yerineelektrolitik hücrelerin kullanıldığı bir uygulamadır. Elektrolitik parlatmada, parlatma mekanizması analitik çözünmedir. Numune yüzeyindeki pürüzlerin ortadan kaldırılması çıkıntıların tercihli çözünmesiyle gerçekleşir. Bu uygulamada çıkıntılar çözünürken çukurlar korunurlar. Özellikle elektron mikroskobisi ile inceleme yapılacaksa parlatmanın bu yöntemle yapılması önerilir.
Dağlama • Bu işle işlem m numu numune ne yüze yüzeyin yinin in kimya kimyasal sal olarak tekrar aşındırılması işlemidir. • İşlemin İşlemin amacı, amacı, numu numunen nenin in iç yapı yapısın sınıı oluşturan fazların ve tane sınırlarının farklı oranlarda aşınmasını sağlayarak mikro yapıyı ortaya çıkarmaktır.
34
03.03.2011
• Metal Metal bir bir numu numunen nenin in dağla dağlanma nması sı için için dağlama sıvısı bir pamuk yardımıyla numunenin üzerine sürülür veya elektrolitik dağlama cihazı ile numuneye tatbik edilir. Bu işlemin sonunda numunenin yüzeyi aşınır ve mikro yapı ortaya çıkar.
• Dağlam Dağlama a sıvısı sıvısı numune numune yüzey yüzeyine ine sürüldüğü zaman, numunenin iç yapısını oluşturan fazlar ve tane sınırları dağlama sıvısına farklı tepkiler verirler. Bu durumda serbest enerji düzeyi yüksek olan kısımlar daha çok, düşük olan kısımlar ise daha az aşınırlar veya aşınmazlar.
35
03.03.2011
• Her malz malzeme emede de tane tane sını sınırla rları rı daima daima en yüksek serbest enerjiye sahiptir, bu nedenle dağlama sırasında öncelikle tane sınırları aşınırlar. • Eğer Eğer bir bir malze malzeme me tek tek fazlı fazlı veya veya saf bir malzemeyse, bu malzemede dağlama sonrası tane sınırları ortaya çıkar, taneler aşınmaz.
36
03.03.2011
• Eğer Eğer malze malzeme me çok fazlı fazlı ise ise tane tane sınırlarıyla beraber, yüksek enerjili faza sahip olan tanelerde aşınır. Bu durumda mikroskop altında inceleme inc eleme yapıldığında, aşınan kısımlar daha koyu, aşınmayan kısımlar ise parlak görünür.
37
03.03.2011
Çelik Malzemelerde Karşılaşılan Fazlar • Çelik Çelik malzem malzemele elerde rde genell genellikl ikle e (Ferrit-HMK demir)
Fe3C (Demir karbür, sementit) (Ostenitit- YMK YMK demir) demir) (Osten Perlit (Otektoid ferrit+otektoid sementit)
Martenzit (Ani soğumayla oluşan faz) Beynit (İzotermal bekleme sonucu oluşan faz)
38
03.03.2011
Çelik Malzemeler için Mikro Dağlama Reaktifleri DAĞLAYICI NİTAL
TERKİBİ
2 ml HNO3+98 ml Etil alkol (en
az %95 saflıkta) (yüksek saflıkta metil alkolde kullanılabilir ancak tedbir alınması gerekir) PİKRAL
4 gr pikrik asit+100 ml etil alkol
(Eğer asit %10’dan fazla nem içeriyorsa, 4-5 damla zefiran klorür katılması önerilir) SODYUM
KULLANIM ALANI
Karbon çeliklerinde Ferrit tane sınırlarını ortaya çıkarmak ve perlit ile ferrit arasında en i yi kontrastı yakalamak için kullanılır. Dağlama süresi mikroyapıya bağlıdır. Perlit ağırlıklı yapılar daha hızlı dağlanır. dağlanır. Bu dağlayıcı perlit fazının ayrıntılarını ve ısıl işlenmiş yapıları ortaya çıkarmada yeterli değildir. Özellikle perlit fazının ayrıntılarını ortaya çıkarmak için kullanılır. Ancak Ancak ferrit ve perlit arasında tane sınırlarının ve belirgin bir kontrastın oluşmasını sağlamaz.
(a)
8 gr Na2S2O5+100 ml distile su
(a)
(b)
10 gr Na2S2O5+100 ml distile su
(b)
METABİSÜLFİT
DAĞLAYICI
TERKİBİ
Genel olarak çeliklerde su verme sonrası oluşan martenzit yapısını net görmek amacıyla kullanılır. %2Nital ile 2 s ön dağlama ardından kullanılır, özellikle dual faz çeliklerinde perlit, martenzit ve ostenit yapılarının ayırt edilmesi içi n kullanılır.
KULLANIM ALANI
VİLELLA AYRACI
5 ml HCl + 1 gr pikrik asit+100 ml etit alkol
Temperlenmiş Temperlenmiş martenzit yapısını ortaya çıkarmada iyi sonuç verir. Ayrıca su verilmiş ve su verilmiş temperlenmiş çeliklerde kalıntı ostenit fazını fazını ayırt etmede kullanılır. kullanılır.
BERAHA AYRACI
3 gr K 2S2O5+10 gr Na2S2O5+100 ml H2O
%2 Nital ile 2 s ön dağlama ardından kullanılır ve ferrit tanelerinin renklenmesini s ağlar.
KLEMM’S AYRACI
50 ml doymuş (suda) Na 2S2O3 solüsyonu+1 gr K 2S2O5
Alaşımsız çelik ve dökme demirlerde ısıl işl em sonrası yapıları ayırt etmek için kullanılır. Bu dağlayıcı ferrit tanelerini koyu kahverengine boyar, buna karşın nitrür, karbür gibi yapılar beyaz kalır.
MARSHALL’S AYRACI
( a) a)
8 gr ox oxal ic ic as asi t+ t+5 ml H2SO4+100 ml Su
(b)
%30 H2O2
Çok düşük karbonlu çeliklerde ve elektrik çeli klerinde ferrit sınırlarını çok iyi ortaya çıkarır.Numuneye %2 nital ile 2 s ön dağlama yapıldıktan sonra (a) ve (b) solüsyonları eşit oranda karıştırılıp kullanılır.
Çelik malzemeler için kullanılan daha pek çok dağlayıcı vardır. Genel olarak tüm dağlayıcıların taze olarak hazırlanması ve kullanılması önerilir. Ayrıca kullanılan kimyasalların safiyetlerinin mutlaka çok yüksek olması gerekmektedir.
39
03.03.2011
Elektrolitik Dağlama Elektrolitik parlatmada kullanılan mekanizma aynen kullanılır. Yalnız kullanılan doğru akımın potansiyel fark ve akım değerleri ile tatbik süresi değiştirilir bu şekilde farklı serbest enerjiye sahip bölgelerin tercihli aşınması nedeniyle dağlama gerçekleşmiş olur.
Mikroskopta Mikrosko pta İnceleme • Optik mikroskopla mikroskoplar, r, bir ışık ışık kaynağını kaynağının n yaydığı yaydığı ışığı belli ölçüde yoğunlaştırarak numunenin üzerine gönderirler. • Numune Numune üzeri üzerinde nden n geri yans yansıy ıyan an ışık ışık huzmesi huzmesi (Aşınmayan kısımlardan dik, aşınan kısımlardan belli açılarla yansımaktadır) önce bir objektif tarafından toplanır, ardından bir oküler tarafından toplanır. • Oküler Oküler üzerin üzerinden den baka bakarak rak gördüğ gördüğüm ümüz üz görüntünün büyüklüğü objektif ve oküler büyütme değerlerinin çarpımıdır.
40
03.03.2011
41
03.03.2011
42
03.03.2011
MİKROSKOP KARAKTERİSTİKLERİ • Mikrosko Mikroskopla pları rın n temel temel yapı yapı eleman elemanıı objektiflerdir. Objektiflerin özellikleri incelenerek mikroskop karakteristikleri ifade edilmektedir.
Objektiflerin özellikleri; • • • •
Büyü Büyütm tme e Yet Yeten eneğ eğii Nüme Nümeri rikk Açık Açıklılıkk Ayı Ayırt Etm Etme Güc Gücü ü Derinl Derinliği iğine ne Ayırt Ayırt Etme Etme Gücü
43
03.03.2011
Büyütme Yeteneği; • Objekt Objektifl ifler, er, tek tek başlar başlarına ına belli belli bir büyü büyütme tme değerine sahiptirler. Buna “Ön büyütme” denilmektedir. Bu değer objektif üzerinde ardına bir x işareti konularak belirtilir (20x, 100x gibi). Bazı objektiflerde de rakamın önüne M harfi konulmaktadır (M40, M10 gibi). Oküler ve objektifin büyütme değerleri çarpımı mikroskobun toplam büyütme değerini vermekle beraber, bu değer, mikroskop tüpünün uzunluğuna, yani objektif ve okülerin birbirine olan mesafesine de bağlıdır. Genellikle tüm mikroskoplar 160- 250 mm tüp mesafesindedir.
Nümerik Açıklık (NA); • Nümeri Nümerikk açıklık açıklık,, objektif objektifin in ışık ışık toplam toplama a yeteneğinin bir ifadesidir. Objektifin ince detayları ayırt edebilmesi, esas olarak objektife giren ışık miktarıyla ilgilidir. Dolayısıyla NA değeri büyüdükçe objektifin ışık toplama yeteneği yani görüntüyü daha net gösterme olasılığı artacaktır.
44
03.03.2011
• Bir objektifin objektifin NA değeri, değeri, gelen ışık konisinin konisinin tepe tepe açısının yarısının yarısının sinüsüyle, objektifin ön merceği ile numune arasında kalan ortamın kırılma indisinin çarpımına eşittir.
NA N A n Si Sin n( ) NA: Nümerik Açıklık n: Kırılma indisi : Işık konisi tepe açısının yarısı
Kuru ve yağlı objektif.
45
03.03.2011
• Havanı Havanın n kırılm kırılma a indisi indisi 1 iken, iken, mikro mikroskop skop yağının kırılma indisi 1.5‟dir. • Genell Genellikl ikle e büyüt büyütme me değer değerii büyük büyük olan olan objektiflerde mikroskop yağı kullanılarak daha net görüntü elde edilebilir.
Ayırt Etme Gücü (AEG); • Bir objektifin objektifin ayırt ayırt etme etme gücü, numunedeki numunedeki birbirine yakın detayları fark edebilme yeteneğinin ölçüsüdür. • AEG obje objekti ktifin fin NA değeri değerine ne ve numu numuney neyii aydınlatan ışığın dalga boyuna bağlıdır. • Eğer Eğer objek objektif tifin in açıkl açıklığı ığı tamame tamamen n aydınlatılmış aydınlatılmış ise AEG nin en büyük değeri elde edilmiş olur ve bu değer;
46
03.03.2011
AEG
2 NA
• Formül Formülüy üyle le ifad ifade e edilir edilir.. Bura Burada da ışığın dalga boyudur.
• AEG „den „den daha çok çok kullanı kullanılan lan değer değerler lerden den biri biri Ayırt Etme Sınırı‟dır. AES objektifin ayrıntılardaki başarısının bir ifadesidir.
AES
1 AEG
2 NA
ÖRNEK; • Nümerik Nümerik Açıklı Açıklığı ğı 1 ve ön büyütm büyütmesi esi 100x 100x olan olan bir objektif, dalga boyu =0.00053 mm olan yeşil ışıkla kullanılıyor. AES değerini hesaplayınız ve yorumlayınız. AES
2 NA
0.00053 2 1
0.000265mm
Bu objektifle numune üzerinde 0.000265 mm aralıklarla (veya daha geniş aralıklarla) oluşmuş çizgiler ayırt edilebilir.Bu değerden daha küçük aralıklar ise ayırt edilemez.
47
03.03.2011
• İnsan İnsan gözü gözünün nün 250 mm mm mesaf mesafede eden n 0.11 0.11 mm aralıklarla çizilmiş çizgileri net olarak ayırt edebildiği bilinmektedir. Buna göre; k
0.11 AES
Formülü yazılabilmektedir. Bu formülde k değeri mikroskobun toplam büyütme değeridir.
Bir önceki örneğe bakalım; • k=0.11/ k=0.11/0.0 0.0002 00265 65 = 415 415 çıkar. çıkar. • Objekt Objektifif 100x 100x olduğ olduğuna una göre göre okül oküler er 4.15 4.15 büyütme yapmalıdır. yapmalıdır. Bu değerde oküler bulunamayacağı için en yakın üst değerdeki oküler kullanılırsa; • 5x okül oküler er ve ve 100x 100x obje objektif ktif ile 500x 500x büyütmede numune incelenebilir. • Burada Burada fayd faydalı alı büyüt büyütme me değeri değeri 415‟ 415‟dir dir,, geri kalan değer fuzuli büyütmedir.
48
03.03.2011
ASTM TANE NUMARASI • ASTM ASTM E112 E112 numara numaralılı standa standarda rda göre göre çelik çelik malzemelerde tane numarası (tane boyutunu ifade eden bir değer) hesaplanır. • Tane Tane numar numarası ası hesabı hesabında nda 100x 100x büyü büyütme tme değerinde bir mikro fotoğraf ve bu fotoğraf üzerinde (1″)2 alan içindeki tane sayısı esas alınır.
• Tane Tane sayısı sayısı hesa hesaplan planırk ırken en tamamı tamamı görü görüntü ntü alanı içinde kalan (kesilmeyen) tanelerle, bir kısmı görüntü alanı içinde kalan (kesilen tanelerin) tane sayısının yarısı toplanır. G 1
N 2
N: 100x mikro fotoğrafta (1″)2 alan içinde kalan toplam tane sayısı (Kesilen tane sayısı/2 + kesilmeyen tane sayısı) G: ASTM tane numarası.
49
03.03.2011
Şekildeki mikroyapı fotoğrafı üzerinde ASTM tane numarasını hesaplayalım:
Öncelikle kesilen ve kesilmeyen taneleri işaretleyip sayalım.
Kesilen tane sayısı=26
Kesilmeyen tane sayısı=52
50
03.03.2011
N
2G
1
26 52 2 65 2G 1 N
65
ln(65)
(G 1) ln(2)
G
ln(65) ln(2)
G
7.02
1
Bu mikroyapı için ASTM tane numarasının 7 olduğunu söyleyebiliriz. söyleyebiliriz.
MAKROYAPI ANALİZİ • Genel Genel olara olarakk metal metal malzem malzemele elerr üzerind üzerinde e çıplak gözle veya en çok 10x büyütme ile yapılan kontroller için kullanılan yöntem makroskobidir.
• Çoğunl Çoğunlukla ukla kuvve kuvvetli tli dağl dağlayı ayıcıl cılarl arla a malzemenin kesitinin hazırlanıp dağlanması ve bu kesit üzerinde olası kusurların kontrol edilmesi esasına dayanır.
51
03.03.2011
Makro dağlamanın temel sebebi malzemedeki heterojenliği ortaya çıkarmaktır. •Tane boyutlarındaki farklılaşma •Kolonsal yapı •Dendritik yapı •Segregasyon ve kalıntılar •Karbürler •Mikrosegregasyon •Karbürizasyon ve dekarbürizasyon •Porozite ve çatlaklar •Ayrık kısımlar ve katmerleşme •Kaynaklı yapı etüdü
• Makro Makro dağla dağlama ma yapı yapılma lmadan dan önce önce numune numune en az 400 grid zımparaya kadar zımparalanır ve ardından dağlanır. Bu tip incelemelerde parlatma yapılmasına gerek yoktur.
• Makro Makro dağlam dağlama a reakti reaktifle fleri ri genel genellikl likle e kuvvetli asitlerle yapılan dağlayıcılardır. dağlayıcılardır.
52
03.03.2011
DAĞLAYICI
KULLANIM YERİ
%50 HCl+%50H2O
15-60 dakika uygulanır, numunede segregasyon, porozite, sertlik dağılımı, çatlaklar, dendritler, dendritler, akış çizgileri, çi zgileri, kaynak yeri muayenesi için kullanılır.
Konsantre HCl
1. Dağlayıcıyla aynı
50 gr (NH4)2S2O8 ve 500 ml H2O
Tane Tane boyutu ve kaynak yeri analizi için kullanılır
2 birim H2SO4+1 birim HCl+1 birim H2O
1. Dağlayıcıyla aynı
%2-25HNO3+75-98H2O ve veya Et Eti l Al ko kol
5-30 dakika uygulanır, karbürizasyon ve dekarbürizasyon yapıları, sertlik dağılımı ve çatlakların ortaya çıkarılması i çin kullanılır.
2.5 gr CuCl 2, 20 gr MgCl 2, 10 ml HCl ve 500 ml Etil Alkol
Fosforca zengin bölgeler
10 birim H2SO4 + 90 birim H2O
15-60 dakika uygulanır, sülfür ve oksit inklüzyonlarının ortaya çıkarılması için kullanılır.
Karbon ve alaşım çeliklerinde karşılaşılan fazları ve bu fazların özelliklerini mikroyapılar üzerinde inceleyelim.
53
03.03.2011
MAKROYAPILAR
Düşük karbonlu çelik ingot, %50 sulu HCl, 0.5x, (ASTM E381‟e göre
Alaşımlı çelik ingot, merkezde segregasyon izleri görülüyor. %50
kabul edilebilir.)
HCl, 0.625x
54
03.03.2011
Alaşımlı çelik malzeme, orta kısımlarda segregasyon daha belirgin olarak görülüyor. %50 Sulu HCl, 0.625x.
Alaşımlı çelik malzeme, orta kısımlarda segregasyon daha belirgin olarak görülüyor. %50 Sulu HCl, 0.5x
55
03.03.2011
Orta karbonlu çelik malzemede karbon segregasyonu, segregasyonu, %50 HCl, 0.33x, (kabul edilebilir)
Alaşımlı çelik ingot, üst kısma yakın, gaz boşluklarının oluşturduğu kusur,
Alaşımlı çelik malzemede alaşım
Alaşımlı çelik malzemede alaşım
segregasyonu, segregasyonu, %50 HCl, 0.33x, (kabul edilemez)
segregasyonu, %50 HCl, 0.33x, (kabul edilemez)
Alaşımlı çelik ingot, alt kısma yakın, yırtılma,
Alaşımlı çelik ingot, alt kısma yakın, yivler,
kabul edilemez, %50 sulu HCl, 0.33x.
kabul edilemez, %50 sulu HCl, 0.33x.
kabul edilemez, %50 sulu HCl, 0.33x.
56
03.03.2011
Alaşımlı çelik, dövme sırasında oluşmuş, orta kısımda bir patlama. Muhtemel sebep
yanlış seçilmiş üretim koşulları, %50 sulu HCl, gerçek boyut.
4140 çeliğinden dövmeyle imal edilmiş bir kancanın boyuna kesitinin makro dağlaması, akış çizgileri izlenebiliyor, %50 sulu HCl, 0.5x.
57
03.03.2011
Oldukça yüksek alaşımlı çelik malzeme, dövme ile şekillendirilmiş, bazı kısımlarda kaba tane oluşumu görülüyor, %50 sulu HCl, 0.25x.
Suda sertleşebilen W1 takım çeliği, 8000C‟de ostenitlenmiş, tuzlu suda su verilmiş, ardından 2 saat 1500C‟de temperlenmiş. Dış kısımda görülen koyu halka sertleşmiş kısım, sırasıyla, 76, 51 ve 25 mm çaplı çubuklar. %50 sulu HCl, 0.5x.
58
03.03.2011
W1 çeliği, 8000C‟de ostenitlenmiş ve tuzlu suda su
verilmiş, dış kısımda sertleşmiş bölge görülüyor, %5
Alevle sertleştirilmiş kılavuz kesiti, sertleşmiş kısım koyu renkli, geçiş zonu ise siyaha yakın renkte görülüyor. %10 Nital, gerçek boyut.
sulu HNO3, 2x.
Kaynakla birleştirilmiş boruda kaynaklı kısmın kesit resmi, katılaşma çizgileri, kaynaklı kısım, ITAB ITAB ve dip kısımda kaynaklanmamış yer görülüyor. %4 Nital, 10x.
Direnç kaynağı ile birleştirilmiş boruda kaynaklı kısmın kesit resmi, (NH4)2S2O8, 5x.
Ark kaynağı ile birleştirilmiş A517 Grade J çelik, kolonsal yapı, kaynak metali, ITAB görülüyor, %2 nital, 4x.
59
03.03.2011
1008 çeliği, kenar kısmı plastik deformasyonla şekillendirilmiş malzeme, LÜDERS bantları görülüyor, 0.875x. Parlatma veya dağlama yok.
Plastik deformasyonla
şekillendirilmiş 1008 çelik parça, yüzeyde portakal kabuğu görüntüsü, dağlanmamış, gerçek boyut.
Alüminyum ile deokside edilmiş sıcak hadde mamulü 1008 çeliği, yüzeyde tabakalar görülüyor, parlatılmamış, 2x.
Alüminyum ile deokside edilmiş sıcak hadde mamulü 1008 çeliği, “okbaşı” hatası, kazınmış yüzey, parlatılmamış, gerçek boyut.
60
03.03.2011
MİKROYAPILAR
%0.08 C içeren hadde mamulü çelik. Yapıda Yapıda ferrit taneleri görülüyor. Kenardan içeriye doğru tane boyutunun değişimine dikkat ediniz. %3 nital, 100x.
61
03.03.2011
%0.013 C içeren çelik. 9400C‟de sıcak haddelenmiş ve 7250C‟de halka formu verilmiş. Bu sıcaklıklarda işlem görmüş çeliklerde kolaylıkla rastlanmayacak kalitede ferrit taneleri görülüyor. %3
%0.013 C içeren çelik. 8450C‟de sıcak haddelenmiş ve 6950C‟de halka formu verilmiş. İşlem sıcaklığının farklılaşması, ferrit tanelerinin tamamen düzensiz olmasına neden olmuş. %3 Nital,
Nital, 100x.
100x
%0.012 C içeren çelik, 8200C‟de sıcak haddelenmiş ardından 6800C‟de halka formu verilmiş malzeme. Bir önceki yapıya göre daha düşük olan işlem sıcaklığı tanelerin daha düzgün bir form almasını sağlamış. Nital, 100x.
62
03.03.2011
%0.05 C içeren malzme, ferrit tane sınırlarında Fe3C (demir karbür) görülüyor. %2 Nitalle ön dağlanmış, ardından Marshall ayracı ile dağlanmış, 340x
Tüm resimler %0.06 C‟lu çelik, 1. resim: 8450C‟de sıcak haddelenmiş 6200C‟de şekillendirilmiş parça, ferrit taneleri görülüyor, Nital, 100x. 2. resim: yapının pikralle dağlanıp daha büyük büyütmede incelenmesiyle ortaya çıkan sementit fazını gösteriyor, pikral, 500x. 3. resim: 1. resimle aynı, yalnız 7900C‟de sıcak haddelenmiş, yüzeye yakın kısımlarda tavlamaya bağlı tane büyümesi, içe doğru küçülen taneler görülüyor, nital, 100x.
63
03.03.2011
%0.06 C‟lu çelik, soğuk haddelenmiş ve ardından tavlanmış, 1. resim masif karbür, 2. resim, dağılmış orta büyüklükte karbürler ve 3. resim dağılmış küçük karbür partikülleri içeriyor, pikral 1000x.
Sac metal malzeme (0.06 C-0.35 Mn-0.04 Si- 0.4 Ti) tüm yapı
ferrit tanelerinden oluşuyor, dağlama tekniği nedeniyle tanelerin yerleşimine göre renkleri farklı görülüyor, 1. resim Beraha renkli dağlama ayracı ile dağlanmış gri ton kaydedilmiş, 100x. 2. resim 3 gr K2S2O5, 10 gr Na2S2O3 ve 100 mlH2O ile dağlanmış, 100x.
64
03.03.2011
1008 çelik malzeme 1.resim %10, 2. resim %20, 3. resim %30, 4.resim %40, 5. resim %50 ve 6.resim %60 deforme edilmiş, %4Nital 250x. Hadde yönünde akış izlenebiliyor.
1008 çeliği, 1. Resim %70, 2.resim %80 ve 3. resim %90 deforme edilmiş, %4 Nital 250x, ferrit tane sınırları izlenemiyor ve akış yönü tamamen belirgin.
65
03.03.2011
%90 soğuk deforme olmuş 1008 çeliğinin yeniden kristalleşme tavlaması sırasında alınmış resimleri, 5500C‟de yapılan tavlama için, 1.resim 106 saniye, 2.resim 7 dakika, 3.resim 14.5 dakika tutulmuş durum, Nital, 1000x.
1008 çelik malzeme, 1.resim, 6900C‟de 20 saat küreleştirme tavlamasına tabi tutulmuş, küreleşmiş sementit partikülleri görülüyor, 2. resim 7400C‟de 20 saat bekletilmiş ve yavaş soğutulmuş, yapıda ferrit ve perlit fazları görülüyor, Pikral, 500x.
66
03.03.2011
Yüksek mukavemetli-düşük alaşımlı çelik malzeme (%0.2 C), 1.resim sıcak haddelenmiş, yapıda ferrit ve perlit taneleri görülüyor, %4 pikral, ardından %2 nital ile dağlanmış, 200x. 2.resim, aynı malzemeye suda su verilmiş durum, yapı martenzit, Na2S2O5, 500x
Perlit
Martenzit
Ferrit
%0.2 C - %1 Mn içeren çelik, su
verilmiş, en koyu kısımlar perlit, daha açık gri kısımlar martenzit ve beyaz kısımlar ferrit, %10 Na2S2O5, 1000x.
67
03.03.2011
1030 çeliği, 1. resim 9300C‟de 1 saat ostenitlenmiş, ardından 7750C‟de 2 saat 40 dakika tutulmuş, sonrasında 7050C‟de izotermal bekleme yapılmış ve tuzlu suda soğutulmuş, kaba perlit ve ferrit taneleri görülüyor, Pikral, 1000x. 2. resim 8000C‟de 40 dakika tutulmuş ardından 7050C‟de 15 dakika bekletilmiş, ardından 7100C‟de 192 saat bekletilmiş, ferrit matris içinde küreleşmiş perlit taneleri görülüyor, Pikral, 1000x.
10B35 çeliği 8500C‟de 1 saat ostenitlenmiş ve suda su verilmiş, ardından 1750C‟de 1 saat temperlenmiş. temperlenmiş. Küçük beyaz alanlar ferrit, çok koyu iğnesel kısımlar alt beynit ve diğer kısımlar temperlenmiş martenzit, %1 Nital, 550x
68
03.03.2011
10B35, 8500C‟de 1 saat ostenitlenmiş, ostenitlenmiş,
karıştırılan suda su verilmiş ve 2300C‟de 1 saat temperlenmiş, temper martenzit yapısı, %1 Nital, 500x.
Aynı resmin yüzey kısmı, bu kısımda dekarbürize olmuş ferrit yapısı görülüyor, %1 Nital, 500x.
1. Resim 1035, 2.resim 10B35 malzeme, her ikisi de 8500C‟de 1 saat
ostenitlendikten sonra suda su verilmiş ve 1750C‟de 1 saat temperlenmiş. temperlenmiş. Dış kısımda açık tonlu görünen kısım martenzit, yapıdaki B elementi katkısının martenzit oluşumuna etkisi görülüyor. %10 nital ardından %1 pikral ile dağlanmış, gerçek boyut.
69
03.03.2011
32 mm kalınlıkta EB kaynağı ile birleştirilmiş C103 malzeme. Renklenme termal dağlama ile elde edilmiş, 10x.
Beyaz dökme demir tamamı sementit yapı, %2 Nital, 200x.
70
03.03.2011
Gri dökme demir, parlatılmış, dağlanmamış, 100x.
Ostemperlenmiş küresel grafitli dökme demir, yapı alt beynit, beya kısımlar kalıntı ostenit. Vilella, 100x.
71
03.03.2011
MİKROSKOBİK İNCELEME YÖNTEMLERİ • Çoğu zaman aydınlık aydınlık saha aydınlatm aydınlatması ası yöntem yöntemii ve farklı büyütme değerleri kullanıyoruz. • Bu yöntemde yöntemde ışık demetleri demetleri bir objektif objektif üzerinden üzerinden numune üzerine düşürülür. Ancak ne kadar büyütme yapılırsa yapılsın veya ne kadar çok ışık gücü artırılırsa artırılsın bu yöntemde belli bir noktadan sonra iyi görüntü elde edilemeyebilir. • Daha Daha yüksek yüksek kontr kontrast ast oran oranlar larını ının n istendiğ istendiğii durumlarda daha farklı inceleme yöntemleri kullanılır.
•
Bu amaç amaçla la aydı aydınl nlık ık saha saha aydı aydınl nlat atma ması sı yöntemi dışında kullanılan 5 farklı yöntem daha vardır; 1. Karanlık saha aydınlatması
2. Faz-Kontrast
3. Polarize Işık 4. Interference 5. Renk Ayrımı
72
03.03.2011
Aydınlık saha aydınlatması için kullanılan sistem.
KARANLIK SAHA AYDINLATMASI Bu yöntem aydınlık saha aydınlatmasının tam tersidir. Kısaca aydınlık saha yönteminde elde edilen görüntünün negatifidir. Bu yöntemde özellikle yüzey düzlemi üzerinde bulunmayan ayrıntıların görünmesi sağlanır.
73
03.03.2011
FAZ-KONTRAST • Numune yüzeyindeki pürüzler, yansıyan ışıkla faz farkına sebep olur. FazKontrast metodunda bu faz
farkı gözle fark edilebilecek şekilde şiddet farkına dönüşür.
74
03.03.2011
POLARİZE IŞIK • Birç irçok meta metall vey veya a
metal olmayan faz
optik özellikleri açısından anizotropik olduğu için bu fazlar polarize ışık kullanılarak ayırt edilirler. Genellikle
normal ışık mikroskoplarına ilave olarak takılan polarize ışık düzenekleri kullanılarak bu incelemeler yapılır.
Döküm bizmut, polarize ışıkla ikizlenme görüntüsü elde edilmiş, 50x.
75
03.03.2011
İNTERFERENCE • Polariz rize ış ışık yöntemine benzer düzeneklerle yapılır, burada amaç parlatılmış numunelerde
dağlama yapılmadan önce farklı sertliklerde olan bölgeleri ortaya çıkarmaktır.
İki fazın, interference yöntemiyle alınmış resmi, Elektrolitik olarak dağlanmış, 250x
76
