Malzeme Bilimi ve Malzeme Muayenesi

Prof. Dr. Temel SAVAŞKAN

 8. Basım 

 

 

 

 

 

 

 

farkımız, kitaplarımızda ...

 

 

 

ISBN: 978-605-9594-26-4, Ekim 2017, 8. Basım

418 sayfa, (16,5x24 cm2), 1. hamur kitap kağıdı                           şimdi satın al


Malzeme Bilimi ve Malzeme Muayenesi PDF


Bu kitapta malzeme bilimine ait temel ilke ve konular bilimsel ve teknolojik bir yaklaşım içerisinde ele alınmıştır. Konuların daha da kolay anlaşılmasını sağlamak için birçok yerde metinler şekillerle desteklenmiş ve sayısal örnekler verilerek te konuların anlaşılması kolaylaştırılmıştır.

Bu kitap çeşitli mühendislik dallarına ait ders programlarında okutulan Malzeme Bilimi, Malzeme Bilgisi ve Malzeme Muayenesi gibi derslerin içeriğine ve anlatım sırasına uygun hazırlanmıştır. Şöyle ki, on iki ana bölümden oluşan bu kitabımızın birinci bölümünde malzemelerin atom yapısı, ikinci bölümünde kristal yapıları, üçüncü bölümünde malzemelerin deformasyonu, dördüncü bölümünde alaşımların yapısı, beşinci bölümünde faz diyagramları, altıncı bölümünde demir-karbon alaşım sistemi, yedinci bölümünde çeliğe uygulanan ısıl işlemler, sekizinci bölümünde alaşımlı çelikler, dokuzuncu bölümünde dökme demirler, onuncu bölümünde demir dışı alaşımlar, onbirinci bölümünde metallerin korozyonu ve onikinci bölümünde de tahribatlı ve tahribatsız malzeme muayene yöntemleri ele alınmıştır.

Özenle hazırlanan bu kitap başta makina mühendisliği olmak üzere metalurji ve malzeme mühendisliği, gemi inşaatı mühendisliği, endüstri mühendisliği, endüstriyel tasarım mühendisliği, inşaat mühendisliği, elektrik mühendisliği, orman endüstri mühendisliği, maden mühendisliği, jeoloji mühendisliği ve metal eğitimi bölümlerinde öğrenim gören lisans ve lisansüstü öğrenciler ile meslek yüksekokullarının makine ve otomotiv bölümlerinde okuyan öğrenciler için yararlı bir kaynak eser niteliğindedir. Ayrıca bu kitabın endüstride makine, metalurji, malzeme, tasarım, imalat, bakım ve onarım alanlarında çalışan mühendis ve teknik elemanlara da yararlı olacağını düşünüyoruz.



İçindekiler

Önsöz         

Genel Giriş  

 

Bölüm 1.     Malzemelerin Atom Yapısı

1.1.              Giriş      1

1.2.              Atom Yapısı ve Elektron Düzeni  1

1.3               Atomlar Arası ve Moleküller Arası Bağlar      8

1.3.1.           Birincil Bağlar   8

1.3.1.1.        Metalik Bağ     8

1.3.1.2.        İyonik Bağ     9

1.3.1.3.        Kovalent Bağ    10

1.3.2.           İkincil Bağlar    12           

1.3.2.1.        Van der Waals Bağı   12

1.3.3.           Atomlar Arası Uzaklık ve Bağ Enerjisi    14

 

Bölüm 2.     Kristal Yapılar

2.1               Giriş      17

2.2               Birim Hücredeki Atom Sayısının Belirlenmesi   19

2.3               Koordinasyon Sayısı   21

2.4               Atomsal Dolgu veya Paketlenme Faktörü     21

2.5               Kristalografik Düzlem ve Yönler     27

2.5.1            Kübik Yapıdaki Düzlemler   27

2.5.1.1         Kübik Yapıdaki Düzlemlere Ait Bazı Örnekler   33

2.5.1.2         Kübik Kafes Yapısının Bazı Düzlemlerindeki Atom Sayısı  35

2.5.2            Kübik Kafes Yapısında Düzlemsel Atom Yoğunluğu   35

2.5.3            Kübik Kafes Yapısında Yön Tayini    39

2.5.4            Kübik Kafes Yapısında Doğrusal Atom Yoğunluğu  42

2.5.5            Hekzagonal Kafes Yapısındaki Düzlemler     43

2.5.6            Hekzagonal Kafes Yapısındaki Yönler  47 

2.6               Kristal Yapılı Malzemelerin Kafes Yapılarının İncelenmesi   49

2.6.1            X-Işını Difraksiyonu   49

2.6.2            Kafes Sistemlerinde Difraksiyon Koşulları  52

2.7               Kristalleşme Mekanizması    53

2.8               Kristal Kusurları   60

2.8.1            Noktasal Kusurlar (Boyutsuz Kusurlar)    60

2.8.2            Çizgisel Kusurlar (Bir Boyutlu Kusurlar)    63

2.8.3            Yüzeysel Kusurlar (İki Boyutlu Kusurlar)     65

2.8.4           Hacimsel Kusurlar (Üç Boyutlu Kusurlar)     70

 

Bölüm 3.     Malzemelerin Deformasyonu

3.1               Giriş      71

3.2               Elastik Deformasyon   71

3.3               Plastik Deformasyon   73

3.3.1            Metalik Malzemelerde Plastik Deformasyon Mekanizmaları   73

3.3.1.1         Kayma     73

3.3.1.2         İkizlenme     84

3.3.1.2.1      Kayma ile İkizlenme Arasındaki Farklar     87   

3.3.1.3         Tane Sınırı Kayması   88 

3.3.1.4         Yayınmalı Sürünme   88

3.4               Çok Kristalli Malzemelerin Plastik Deformasyonu   89 

3.5               Kırılma     90

3.6               Soğuk Şekil Değiştirmenin Malzemelerin Özelliklerine Etkisi  92

3.7               Tavlama ve Sıcak Şekil Değiştirme     94

3.7.1            Toparlanma     94

3.7.2            Yeniden Kristalleşme     95

3.7.3            Tane Büyümesi     98

 

Bölüm 4.     Alaşımların Yapısı

4.1               Giriş     103 

4.2               Alaşımların Sınıflandırılması   103

4.2.1            Saf Metal     103

4.2.2            Ara Faz veya Bileşik    104

4.2.2.1         Metaller Arası Bileşikler veya Valans Bileşikleri  105

4.2.2.2         Ara Yer Bileşikleri   105

4.2.2.3         Elektron Bileşikleri   105

4.2.3            Katı Çözelti    106 

4.2.3.1         Yer Alan Katı Çözeltisi   108

4.2.3.2         Ara Yer Katı Çözeltisi    110

 

Bölüm 5.     Faz Diyagramları

5.1               Giriş     113

5.2               Faz Diyagramlarının Koordinatları     114

5.3               Faz Diyagramlarının Belirlenmesinde Uygulanan Deneysel Yöntemler 114

5.4               Gibbs Faz Kuralı   115

5.5               Sıvı ve Katı Durumlarda Birbiri İçersinde Her Oranda Çözünen İki Metalin Denge Diyagramı 115

5.6               Difüzyon     122

5.7              Birbiri İçerisinde Sıvı Durumda Her Oranda Çözünen Katı Durumda ise Hiç Çözünmeyen İki Metalin Faz Diyagramı     125

5.8             Birbiri İçerisinde Sıvı Durumda Her Oranda Katı Durumda ise Kısmen Çözünen İki Metalin Faz Diyagramı     133

5.9               Yaşlandırma İşlemi   141

5.10             Ara Faz veya Metaller Arası Bileşik İçeren Alaşım Sistemi   146

5.11             Peritektik Dönüşüm Sergileyen Faz Diyagramı   150

5.12             Bileşenleri Sıvı Durumda Birbiri İçerisinde Kısmen Çözünen Denge Diyagramları  153

5.12.1          Monotektik Dönüşüm Sergileyen Denge Diyagramı   153

5.12.2          Sintektik Dönüşüm Sergileyen Denge Diyagramı   155

5.13             Sıvı ve Katı Durumlarda Birbiri İçerisinde Hiç Çözünmeyen İki Metalin Denge Diyagramı      156

5.14             Katı Hal Dönüşümleri    157

5.14.1          Allotropik Dönüşüm    157

5.14.2          Düzenli-Düzensiz Dönüşüm   158

5.14.3          Ötektoid Dönüşüm  159

5.14.4          Peritektoid Dönüşüm   161

5.14.5          Monotektoid Dönüşüm  163

5.15             Karmaşık Faz Diyagramları   164

 

Bölüm 6.     Demir-Karbon Alaşım Sistemi

6.1               Giriş     169

6.2               Demir-Sementit (Fe-Fe3C) Faz Diyagramı    170

6.2.1            Demir-Sementit Denge Diyagramındaki Faz ve Yapılar . 171

6.2.2            Demir-Sementit Sistemindeki Faz Dönüşümleri    173

6.2.3            Çeliklerde Soğuma Sırasında Oluşan İç Yapılar    173

6.2.4            Demir-Sementit Faz Diyagramı İle İlgili Uygulamalar   175

6.3               Demir-Grafit (Fe-C) Denge Diyagramı     179

6.4               Demir ve Çelik Üretimi   181

6.4.1            Yüksek Fırında Ham Demir (Pik) Üretimi    182

6.4.1.1         Yüksek Fırın    182

6.4.1.2         Doğrudan İndirgeme    184

6.4.2            Çelik Üretimi     185

6.4.2.1         Çelik Üretim Yöntemleri    186

6.4.2.1.1      Bessemer Yöntemi   186

6.4.2.1.2      Thomas Yöntemi    187 

6.4.2.1.3      Siemens-Martin Yöntemi    188

6.4.2.1.4      Oksijen Üfleme Yöntemleri   188

6.4.2.1.4.1    Döner Konverter Yöntemi    189

6.4.2.1.4.2    LD Yöntemi    190

6.4.2.1.4.3    LDAC Yöntemi    190

6.4.2.1.4.4    Kaldo Yöntemi     191

6.4.2.1.5      Elektrikli Fırın Yöntemi   19

6.4.3            Çeliğin Katılaşması   193

6.4.3.1         Kaynar Dökülmüş Çelik    193

6.4.3.2         Sakin Dökülmüş Çelik   194

6.5               Kimyasal Bileşimin Çeliğin Özelliklerine Etkisi    195

6.5.1            Karbonun Etkisi    195

6.5.2            Kükürdün Etkisi    196

6.5.3            Manganın Etkisi    197

6.5.4            Fosforun Etkisi   197

6.5.5            Silisyumun Etkisi    197

6.5.6           Azotun Etkisi     197

6.6              Çeliklerin Sınıflandırılması  . 197

6.6.1            Çeliklerin Karbon Oranına Göre Sınıflandırılması   . 198

6.6.1.1         Düşük Karbonlu Çelikler    198

6.6.1.2         Orta Karbonlu Çelikler   198

6.6.1.3         Yüksek Karbonlu Çelikler   199

6.6.1.4         Yüksek Karbonlu Takım Çelikleri     199

6.7              Çeliklerin Türk Standartlarına Göre Gösterimi    199

6.7.1           Mekanik Özellikleri Esas Alınan Çelikler     199

6.7.2           Kimyasal Bileşimi Esas Alınan Çelikler     199

6.7.2.1         Alaşımsız Çelikler    199

6.7.2.2         Alaşımlı Çelikler    200

6.7.2.2.1      Az Alaşımlı Çelikler    200

6.7.2.2.2      Otomat Çelikleri    200

6.7.2.2.3      Yüksek Alaşımlı Çelikler    200

 

Bölüm 7.     Çeliklere Uygulanan Isıl İşlemler

7.1               giriş     201

7.2               Yumuşatma Tavı (Tam Tavlama)    202

7.3               Normalizasyon (Normalleştirme) Tavı     207

7.4               Küreselleştirme Tavı    210

7.5               Gerilme Giderme Tavı ve Ara Tavı     211

7.6               Su Verme Sertleştirmesi   . 211

7.6.1            Martenzitik Dönüşümün Önemli Özellikleri    214

7.6.2            Kritik Soğuma Hızı    217

7.7               İzotermal Dönüşüm Diyagramları    218

7.8               İzotermal Dönüşüm ile Perlit ve Beynit Oluşumu     223

7.9               Soğuma Eğrileri ve İzotermal Dönüşüm Diyagramı    225

7.10             Sürekli Soğuma Sırasındaki Dönüşüm    . 227

7.11             İzotermal Dönüşüm (İD) Diyagramını Etkileyen Faktörler   230

7.12             Ostenitleştirme Sıcaklığı ve Ostenitin Homojenliği    232

7.13             Su Verme İşlemi Sırasında Isı Giderme Mekanizması   233

7.14             Su Verme Ortamları    234

7.15             Su Verme Ortamının Sıcaklığı ve Su Verme Yönteminin Soğumaya Etkisi     235

7.16             Su Verme Sertleştirmesini Etkileyen Faktörler    237

7.16.1          Parçanın Yüzey Durumu    237

7.16.2          Büyüklük ve Kütle   237

7.17             Sertleşme Kabiliyeti    243

7.18             Sertleşme Kabiliyeti ile İlgili Verilerin Kullanımı    246

7.19             Temperleme (Menevişleme)   248

7.20             Kesikli Su Verme Yöntemleri   253

7.20.1          Martemperleme    254

7.20.2          Ostemperleme     254

7.21             Çeliklere Uygulanan Yüzey Sertleştirme İşlemleri    254

7.21.1          Sementasyon (Karbürleme)   256

7.21.2          Nitrürleme (Nitrasyon veya Nitrürasyon)    257

7.21.3          Alevle Sertleştirme   258

7.21.4          İndüksiyonla Sertleştirme    260

7.22             Isıl İşlemlerle İlgili Soru ve Cevaplar    261

 

Bölüm 8.     Alaşımlı Çelikler

8.1               Giriş     265

8.2               Alaşımlamanın Amacı    265

8.3               Alaşım Elementlerinin Çeliklerin Yapı ve Özelliklerine Etkisi   265

8.3.1            Alaşım Elementlerinin Ferrite Etkisi     265

8.3.2            Alaşım Elementlerinin Karbürlere Etkileri    268

8.3.3            Alaşım Elementlerinin Demir-Sementit Faz Diyagramına Etkileri . 268

8.3.4            Alaşım Elementlerinin Çeliğin Temperlenme Davranışına Etkileri  270

8.4               Alaşımlı Çelik Türleri    271

8.4.1            Paslanmaz Çelikler   271

8.4.1.1         Martenzitik Paslanmaz Çelikler     271

8.4.1.2         Ferritik Paslanmaz Çelikler  272

8.4.1.3         Ostenitik Paslanmaz Çelikler   273

8.4.2            Rulman Çelikleri   274

8.4.3           Takım Çelikleri   276

 

Bölüm 9.     Dökme Demirler

9.1               Giriş     279

9.2               Beyaz Dökme Demir    280

9.3               Kır Dökme demir    281

9.4               Küresel Grafitli Dökme Demir  283

9.5               Temper Dökme demir    285

9.6               Alaşımlı Dökme Demirler    287

9.6.1            Alaşımlı Beyaz Dökme Demirler   288

9.6.2            Korozyona Dirençli Dökme Demirler     288

9.6.3            Isıya Dayanıklı Dökme Demirler   288

 

Bölüm 10.    Demir Dışı Alaşımlar

10.1             Giriş     289

10.2             Alüminyum alaşımları    289

10.2.1          Alüminyum-Bakır Alaşımları   291

10.2.2          Alüminyum-Silisyum Alaşımları    291

10.2.3          Alüminyum-Magnezyum Alaşımları     294

10.2.4          Alüminyum-Lityum Alaşımları    294

10.3             Bakır Alaşımları    295

10.3.1          Bakır-Çinko Alaşımları   295

10.3.2          Bakır-Kalay Alaşımları   296

10.3.3          Bakır-Alüminyum Alaşımları   298

10.3.4          Bakır-Nikel Alaşımları  298

10.4             Nikel Alaşımları    298

10.4.1          Nikel-Bakır Esaslı Alaşımlar  299

10.4.2          Nikel-Krom Esaslı Alaşımlar   299

10.4.3          Nikel-Molibden Esaslı Alaşımlar   300

10.4.4          Nikel-Titanyum Alaşımları  300

10.5             Titanyum Alaşımları    300

10.6             Çinko Alaşımları   301

10.7             Kalay Alaşımları   305

10.8             Kurşun Alaşımları   306

10.9             Değerli Metaller ve Alaşımları  306

 

Bölüm 11.   Metallerin Korozyonu

11.1             Giriş     309

11.2             Korozyon Hücresi    309

11.3             Korozyonun Meydana Gelişi  311

11.4             Korozyon Türleri   316

11.4.1          Homojen Dağılımlı Korozyon 316

11.4.2          Galvanik Korozyon   317

11.4.3          Çukurcuk Korozyonu    318

11.4.4          Aralık Korozyonu    318

11.4.5          Taneler Arası Korozyon   319

11.4.6          Gerilmeli Korozyon   319

11.5             Korozyonun Önlenmesi   320

11.5.1          Saf Metal Kullanma   321

11.5.2          Alaşım Elementi Katma   321

11.5.3          Isıl İşlem Uygulama    321

11.5.4          Uygun Tasarım     321

11.5.5          Katodik Koruma    323

11.5.6          Korozyon Önleyici (İnhibitör) Kullanma     323

11.5.7          Yüzey Kaplama    324

11.5.7.1       Metal Kaplama     324

11.5.7.2       Metal Olmayan Kaplama    324

 

Bölüm 12.   Malzeme Muayenesi

12.1             Giriş     325

12.2             Tahribatlı Malzeme Muayenesi  326

12.2.1          Metalografi Deneyi   326

12.2.1.1       Optik Metalografi    327

12.2.1.1.1     Numune Alma     327

12.2.1.1.2     Numune Hazırlama   327

12.2.1.1.3     Mikroskobik İnceleme ve Yapısal Değerlendirme   331

12.2.1.2       Elektron Metalografi    338

12.2.2          Sertlik Deneyi    342

12.2.2.1       Brinell Sertlik Deneyi    342

12.2.2.2       Vickers Sertlik Deneyi   343

12.2.2.3       Rockwell Sertlik Deneyi    344

12.2.2.4       Knoop Sertlik Deneyi    345

12.2.2.5       Malzemelerde Sertlik-Mukavemet İlişkisi   . 346

12.2.3          Çekme Deneyi     348

12.2.3.1       Deneyin Amacı    348

12.2.3.2       Deneyin Yapılışı    348

12.2.3.3       Çekme Deneyinden Elde Edilen Veriler     349

11.2.3.4       Çekme Diyagramının (Gerilme-Birim Uzama Eğrisi) İrdelenmesi  354

12.2.4          Basma Deneyi     357

12.2.5          Darbe Deneyi     360

12.2.6          Yorulma Deneyi    365

12.2.7          Sürünme Deneyi    370

12.2.8          Süneklik Deneyleri   374

12.2.8.1       Eğme Deneyi     374

12.2.8.2       Erichsen veya Çökertme Deneyi     375

12.2.9          Burulma Deneyi    375

12.2.9.1       Kayma Gerilmesinin Belirlenmesi     376

12.2.9.2       Kayma Elastisite Modülünün Hesaplanması    377

12.3             Tahribatsız Malzeme Muayenesi     378

12.3.1          Muayene Yöntemleri    378

12.3.1.1       Gözle Muayene    378

12.3.1.2       Girici Sıvı (Penetran) İle Muayene     378

12.3.1.3       Manyetik Parçacık (Toz) Yöntemi     379

12.3.1.4       Ultrasonik Muayene Yöntemi   381

12.3.1.5       Eddy (Girdap) Akımı İle Muayene     384

12.3.1.6       Radyografi Yöntemi    385

12.3.1.6.1     X-Işını Radyografisi    386

12.3.1.6.2     Gama Işını Radyografisi   388         

Örnek Sorular     397

Ekler                411

Kaynakça          418

Dizin    423

 



Kitaplarımızın tüm listesi için buraya tıklayınız.


Papatya Bilim Üniversite Ders Kitapları, Mühendislik Kitapları