•Sementitin Temel Tanımı ve Bileşimi
Sementit veya demir karbür, demir ve karbon içeren bir bileşik olup Fe3C formülüne sahip bir ara geçiş metal karbürüdür. Ağırlık olarak %6,67 karbon ve %93,3 demirden oluşan bu bileşik, kristal yapısı açısından hüceye başına 12 demir atomu ve 4 karbon atomu içeren ortorombik kristal yapıya sahiptir. Kimyasal bileşimi Fe3C olsa da, fiziksel yapısı bu basit formülden daha karmaşıktır.
Normalde saf haliyle seramik olarak sınıflandırılan sementit, sert ve kırılgan bir malzemedir. Demir metalurjisinde sıklıkla bulunan ve önemli bir bileşen olan sementit, çoğu çelik ve dökme demirde karşımıza çıkar. Ayrıca alternatif demir yapım teknolojileri ailesine ait olan demir karbür prosesinde hammadde olarak üretilir.
Sertlik ve Kırılganlık Özellikleri
Sementit çok sert bir malzemedir ve 68 HRC sertliği ile karbon çeliklerinin en sert bileşenlerinden biri olarak öne çıkar. Bu yüksek sertliğe rağmen, sementit sıfır uzama ve çok az derlenme (resilience) sahip kırılgan bir bileşendir. Erime sıcaklığının 1227 °C olduğu belirtilmektedir.
Sementitin bu çok sert ve kırılgan yapısı, onu belirli işlemler için uygun olmayan bir malzeme yapar. Gerilme konsantrasyonlarına uyum sağlama zorluğu nedeniyle sementit haddeleme veya dövme işlemlerinde kullanılamaz. Bu kırılganlık, malzemenin mekanik davranışında belirleyici bir faktördür.
Demir-Karbon Sisteminde Sementit
Demir-karbon sisteminde, yani sade-karbonlu çelikler ve dökme demirlerde sementit yaygın bir bileşendir. Bunun nedeni, ferritin en fazla %0,02 oranında birleşik olmayan karbon içerebilmesidir. Bu nedenle, yavaş soğutulan karbon çeliklerinde ve dökme demirlerde, karbonun bir kısmı sementit şeklindedir.
Sementit beyaz dökme demir durumunda doğrudan eriyikten oluşur. Karbon çeliğinde ise yavaş soğutmada ostenit ferrite dönüşürken veya tavlama sırasında martenzit’den ostenite çökelir. Ostenitin diğer ürünü olan ferrit ile yakın bir karışım oluşturarak perlit denilen bir lamel yapı meydana getirir.
Faz Değişimleri ve Isıl İşlem
Yarı kararlı diyagrama göre katılaşan tüm Fe-C alaşımları, tavlanmış durumda faz olarak yalnızca ferrit ve sementit içerir. Sementit, uygun ısıl işlem (grafitleştirme tavlaması) ile ortadan kaldırabilen katı hâlde çözünür bir fazdır. Bu özellik, sementitin metalurjik işlemler sırasında değiştirilebilir olduğunu göstermektedir.
Sementit yaklaşık 480 K (206.85 °C) Curie sıcaklığında ferromanyetikten paramanyetik hâle gelir. Bu sıcaklığın altında malzeme ferromanyetik özellik gösterirken, üzerinde paramanyetik davranış sergiler.
Doğal Sementit ve Tanımlanması
Doğal demir karbür, az miktarda nikel ve kobalt içerir ve demirli göktaşlarında oluşur. İlk tanımlayan Alman mineralog Emil Wilhelm Cohen’e ithafen kohenit olarak adlandırılır. Bu doğal formu, sementitin sadece yapay süreçlerde değil, doğada da oluşabildiğini göstermektedir.
Bir alaşımın sementitini ışık mikroskobunda gözlemmenin farklı yolları vardır. En yaygın olarak kullanılan ayıraçlar, sıcak alkali sodyum pikrat ve NITAL-3’tür. S sıcak alkali sodyum pikrat sementiti tamamen koyulaştırırken, NITAL-3 sadece sementitin tane sınırına saldırır ve çekirdeği beyaz bırakır. Bu ayıraç farkı, sementitin mikroskobik yapısını incelemekte önemli bir rol oynar.
Bu açıklama Vikipedi kaynaklarından uyarlanmıştır ve şu lisans altında sunulur: CC BY-SA 4.0.
1 комментарий