1.Makroskopik açıdan bakıldığında, başlangıçta görsel incelemeyle veya düşük büyütme altında doku tekdüzeliğini nasıl belirleyebiliriz?
Pickling Muayenesi (Düşük Büyütmeli Muayene): En yaygın makroskopik yöntemdir. Bir numune kesilir ve sıcak asitle (hidroklorik asit çözeltisi gibi) dağlanır. Kimyasal ayrışmanın, gözenekliliğin veya inklüzyon topaklaşmasının neden olduğu mikro yapıdaki homojensizlik nedeniyle, asitle aşındırma sonrasında farklı renk tonları, akış çizgileri veya noktalar görünecektir.
Homojen Mikro Yapı: Kazınmış yüzey, tekdüze grimsi-beyaz veya açık gri bir renk sergilemeli, yoğun bir makro yapıya sahip olmalı ve belirgin koyu noktalar, parlak çizgiler veya gözeneklilik içermemelidir.
Homojen Olmayan Mikro Yapı: Görünür bantlı segregasyon (değişen siyah ve beyaz çizgiler), merkezi segregasyon (plakanın ortasında koyu bir bant) veya parlak beyaz bantlar (lokal kompozisyon anormallikleri) gözlemlenirse, bu durum çelik bobinin kimyasal bileşiminde veya katılaşma yapısında ciddi homojensizlik olduğunu gösterir.
Kırılma Yüzeyinin Gözlemlenmesi: Numune delinir veya kırılır ve kırılma morfolojisi gözlemlenir.
Homojen bir mikro yapının kırılma yüzeyi genellikle düzgün bir şekilde liflidir (sünek kırılma).
Kırılma yüzeyinde kristal fasetler (çakmaktaşı) veya beyaz noktalar belirirse, iri taneler veya inklüzyon topaklaşması mevcut olabilir ve bu da lokal kırılganlığa yol açar.
2. Mikroyapının (metalografik) tekdüzeliğini spesifik olarak ne belirler? Tahıl tekdüzeliği nasıl değerlendirilir?
Tane büyüklüğü tekdüzeliği: Bu en önemli göstergedir.
İdeal durum: Görüş alanındaki tane boyutu temel olarak tekdüze olmalı, eş eksenli bir kristal şekli sergilemeli ve boyut dağılımı konsantre olmalıdır. ASTM E112 standartlarına göre, tanelerin büyük çoğunluğu 2-3 bitişik seviyede yoğunlaşmışsa (örneğin, çoğunlukla seviye 8, az sayıda seviye 7 ve 9), tek tip olarak kabul edilebilir.
Homojen olmayan durum (karışık taneler): Görüş alanında iri taneler (örneğin, ASTM seviye 5) ve ince taneler (örneğin, ASTM seviye 10) aynı anda mevcutsa buna karışık taneli yapı denir. Bu, derin çekmede büyük bir tabu olup düzensiz deformasyona ve çatlamaya karşı yüksek hassasiyete yol açar.
Faz dağılımı tekdüzeliği: Çift-fazlı çelik (ferrit + martensit) veya çok fazlı çelik için.
İdeal durum: Sert faz (martensit/bainit), yumuşak ferrit matrisi üzerinde düzgün ve dağınık bir şekilde dağılmalı, topaklanmak veya uzun şeritler halinde görünmek yerine bir ağ veya ada yapısı oluşturmalıdır.
Düzgün olmayan-durum: Martensit bantlar halinde dağılmışsa veya bazı bölgelerde hiç martensit yoksa diğerlerinde büyük miktarda martensit varsa, bu, alaşım elementlerinde (Mn ve C gibi) mikro-segregasyonun olduğunu gösterir ve bu da asenkron faz dönüşümüne yol açar.
3. Bantlı doku nedir? Doku homojenliğini nasıl bozar?
Tanım: Mikroskop altında ferrit ve perlit (veya diğer mikro yapılar), ağaç halkalarına benzer şekilde çeliğin yuvarlanma yönü boyunca paralel, değişen bantlar halinde dağılır.
Nedenleri: Temel olarak çelik külçenin katılaşması sırasında dendritik ayrışma nedeniyle. Alaşım elementleri (özellikle manganez ve fosfor) dendritler arasında birikir. Sıcak ve soğuk haddeleme sırasında bu zenginleştirilmiş ve tükenmiş bölgeler uzayarak kimyasal olarak farklılaşmış bantlar oluşturur. Daha sonraki soğutma veya tavlama sırasında farklı bileşime sahip bu bölgeler farklı mikro yapılara dönüşür.
Zararlı Etkiler:
Anizotropi: Malzemenin mekanik özelliklerinde enine ve boyuna yönlerde önemli farklılıklara, özellikle enine plastisite ve toklukta önemli bir azalmaya yol açar.
Çatlak Oluşturma: Bükme veya derin çekme sırasında ferrit ve perlit bantları arasındaki arayüz boyunca kolayca çatlaklar oluşur.
Değerlendirme kriterleri: GB/T 13299 veya ASTM E1268 standartlarına göre derecelendirme. Endüstride bantlamanın genellikle 2'den küçük veya 2'ye eşit (ne kadar düşükse o kadar iyi) olması gerekir. Yüksek-kaliteli otomotiv çelik sacları için genellikle şeritlenmenin ortadan kaldırılması veya 1'den az veya 1'e eşit olması gerekir.
4. Tane büyüklüğü ve mikroyapının yanı sıra kompozisyonun tekdüzeliğini (mikrosegregasyon) nasıl gözlemleyebiliriz?
Elektron probu mikroanalizi (EPMA) veya enerji dağılımlı spektroskopi (EDS) yüzey analizi: Bu en doğrudan yöntemdir. Numune yüzeyinin bir elektron ışınıyla taranması, belirli elementlerin (Mn, Si, P, Cr gibi) yüzey dağılım haritalarını oluşturur.
Homojen mikro yapı: Element dağılım haritası, belirgin konsantrasyon noktaları veya bantlı konsantrasyon alanları olmaksızın tek tip renk gösterir.
Homojen olmayan mikro yapı: Manganezin bariz ayrışma bantları gözlenirse (koyu renk ve çizgili görünüm) veya tane sınırlarında fosfor zenginleşirse (tane sınırlarında anormal derecede parlak renk), bu, mikroskobik bileşimsel homojenliğin doğrudan kanıtıdır.
Mikro sertlik girintisi yöntemi: Bu, mikro sertliği test ederek dolaylı olarak mikro yapıyı değerlendirir. Mikro-bölgede bir dizi sertlik noktası girintilidir (10-50 mikrometrelik adımlarla).
Sertlik değerleri büyük ölçüde dalgalanıyorsa (örneğin, ayrışma bantlarında yüksek sertlik ve tükenmiş alanlarda düşük sertlik), bu mikro-bölge içindeki bileşimde veya mikro yapıda önemli farklılıklar olduğunu gösterir ve bu da zayıf homojenliğe neden olur.
5.-Metalik olmayan katkı dağılımının tek biçimliliği nasıl değerlendirilir?
Derecelendirme Yöntemi: Ulusal standartlara (GB/T 10561, ISO 4967 eşdeğeri gibi) veya ASTM E45 standartlarına göre mikroskop altında (tipik olarak 100x) kalıntıların morfolojisini ve dağılımını gözlemleyin.
Temel Değerlendirme Noktaları:
Tür Tanımlaması: A Sınıfı (sülfürler), B Sınıfı (alümina), C Sınıfı (silikatlar), D Sınıfı (küresel oksitler) ve DS Sınıfı (büyük tek-parçacık kapanımları) arasında ayrım yapın.
İncelik ve Miktar: Her bir katılım türünün inceliğini ve kabalığını istatistiksel olarak sınıflandırın. Sınıf numarası ne kadar düşük olursa, eklemeler o kadar az ve küçük olur.
Dağıtım Morfolojisi:
Tekdüze: Kapanımlar küçük, dağınıktır ve miktarları her görüş alanında kabaca aynıdır.
Tek-olmayan: Zincir-benzeri (B Sınıfı kapanımlar boncuklu bir düzende dağıtılır) veya büyük parçacık toplanması (Sınıf DS). Özellikle alümina gibi zincirler metal matrisi ciddi şekilde kırabilir ve damgalama sırasında çatlaklara neden olabilir.
İdeal hedef: Yüksek-kaliteli soğuk-haddelenmiş rulolar için (otomotiv panelleri ve DI malzemeleri gibi), genellikle çeşitli kalıntı seviyelerinin (özellikle kırılgan B ve D tipleri) 1,5 veya 1,0'dan az veya ona eşit olması gerekir ve kaba kalıntılar olmamalıdır.