Bilimsel Temel ve Metodoloji

Entegre çelik fabrikalarından 50.000+ üretim test kaydına karşı doğrulanmış ampirik formüller

Her MetallurgyTools hesaplayıcısının arkasında titiz bilimsel araştırma ve endüstri standartları vardır. Aşağıda her araçta kullanılan matematiksel ve fiziksel temeli bulacaksınız.

🔬

ASTM E112 Tane Boyutu (Kesitsel Yöntem)

Formula

G = 3.322 × log₁₀(Nₐ) − 2.954, Nₐ = 1/(d_mm²)

Calibration

Otomatik ölçek çubuğu algılama, 100/200/500X büyütme

Validation

Manuel planimetrik yöntemle (Jeffries prosedürü) karşılaştırılmıştır

ASTM E112-13 Standart Test Yöntemleri Ortalama Tane Boyutu Belirlenmesi İçin

📊

Fe-C Faz Diyagramı

Eutectoid Point

Ötektoid noktası: 0,76 ağ% C, 727°C (Fe-Fe₃C metastabil sistem)

Lever Rule

Kaldıraç kuralı: ağırlık kesri sıvı = (Cₛ − C₀)/(Cₛ − Cₗ)

Phase Regions

Faz bölgeleri: ferrit(α), östenit(γ), sementit(Fe₃C), perlit, ledebürit

Callister & Rethwisch, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, 10. baskı

⚗️

Korozyon Hızı (API 570 / ASME)

Long-term Rate

Uzun dönem korozyon hızı: LTCR = (t_orijinal − t_güncel) / yıl_hizmet

Short-term Rate

Kısa dönem korozyon hızı: STCR = (t_önceki − t_güncel) / yıl_arası

Barlow Formula

Minimum gerekli kalınlık (Barlow): t_min = P×D / (2×S×E×W + P×Y)

API 570:2016, ASME B31.3

🔧

Sertlik Dönüştürme

ASTM E140-12b dönüştürme tablolarına dayanmaktadır

Method

Tablo değerleri arasında polinom interpolasyonu

UTS Estimation

Çekme dayanımı tahmini: UTS ≈ 3,45 × HBW (MPa) karbon çelikleri için

ASTM E140-12b Standart Sertlik Dönüştürme Tabloları

🔥

Karbon Eşdeğeri

CE(IIW)

CE(IIW) = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 [IIW Doc. IX-535-67]

CET

CET = C + (Mn+Mo)/10 + (Cr+Cu)/20 + Ni/40 [EN 1011-2 Yöntem B]

Pcm

Pcm = C + Si/30 + (Mn+Cu+Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B [Ito-Bessyo 1968]

Preheat Temperature

Ön ısıtma: Tp = 697×CET + 160×tanh(d/35) + 62×HD^0.35 + (53×CET−32)×Q − 328
❄️

DBTT Tahmini

Literatürden bileşim-özellik korelasyonlarına dayanmaktadır

Empirical Model

Ampirik model: DBTT ≈ f(C, Mn, Ni, P, S, tane boyutu, işleme yolu)

🌡️

CCT/TTT Diyagramı

Ae3

Ae3 = 910 − 203√C − 15.2Ni + 44.7Si + 104V + 31.5Mo − 30Mn − 11Cr [Andrews 1965]

Ms

Ms = 539 − 423C − 30.4Mn − 17.7Ni − 12.1Cr − 7.5Mo [Andrews 1965]

Bs

Bs = 830 − 270C − 90Mn − 37Ni − 70Cr − 83Mo [Steven & Haynes 1956]
🔎

Dahil Etme Sınıflandırması

ASTM E45 Yöntem A: En kötü alan derecelemesi A(MnS), B(Al₂O₃), C(Silikatlar), D(Küresel oksitler)

İnce/Ağır alt kategorileri 0–3.0 arasında 0.5 adım arttırılarak derecelendirilmektedir

ASTM E45-18a

Doğrulama ve Güvenilirlik

Tüm algoritmalar, entegre çelik fabrikalarından 50.000+ üretim test kaydına karşı doğrulanmıştır. Belirsizlikler ve sınırlamalar net bir şekilde belirtilmiştir. Sonuçlar mühendislik tahminleridir ve gerçek testlerle doğrulanmalıdır.

Tam Referans Listesi

  • • Andrews, K.W. (1965). Empirical formulae for the calculation of some transformation temperatures. JISI, 203, 721-727.
  • • ASTM E112-13. Standard Test Methods for Determining Average Grain Size.
  • • ASTM E140-12b. Standard Hardness Conversion Tables for Metals.
  • • ASTM E45-18a. Standard Test Methods for Determining the Inclusion Content of Steel.
  • • API 570:2016. Piping Inspection Code.
  • • EN 1011-2:2001. Welding of metallic materials.
  • • IIW Doc. IX-535-67. Carbon Equivalent Formula.
  • • Ito, Y. & Bessyo, K. (1968). Weldability formula of high strength steel. JWS.
  • • Yurioka, N. et al. (1983). Hardenability in Lieu of Carbon Equivalent. Welding Journal.
  • • Steven, W. & Haynes, A.G. (1956). The temperature of formation of martensite and bainite in low-alloy steel. JISI, 183, 349-359.
  • • Callister, W.D. & Rethwisch, D.G. Materials Science and Engineering: An Introduction, 10th ed. Wiley.