Dual fazlı çeliklerde içyapının mekanik özelliklere etkisi

Abstract

Bu tez çalışmasında bileşimi %0,13C, %0,97Mn, %0,2Si olan düşük karbonlu çelik dual fazlı yapı elde etmek için kullanılmıştır. Standartlara göre hazırlanmış çekme, çentikli- çekme ve çentik-darbe numuneleri normalize edildikten sonra 910°C'de ostenit bölgesinde 45 dakika tutulup suda su verilerek martenzit yapısı elde edilmiştir. Daha sonra bu numuneler 740°C, 770°C, 800°C ve 830°C sıcaklıklannda ostenit+ferrit bölgesinde 15,30 ve 60 dakika sürelerinde tavlanıp tekrar suda su verilmiştir. Martenzit ve ferritten oluşan içyapı sıcaklık, süreye bağlı olarak farklı tane büyüklüklerinde ve hacim oranlarında dual fazlı içyapı elde edilmiştir. İçyapıdaki değişimler optik mikroskopta çekilen fotoğraflar ile incelenmiş, ferrit ve martenzit oranlan ile tane büyüklükleri ve dağılımı belirlenmiştir. Ayrıca kırılmanın ne tarzda olduğu elektron mikroskobu fotoğrafları ile incelenmiştir. Çekme testleri, çentik-darbe deneyleri, sertlik ölçümleri dual fazlı çeliğin mekanik özelliklerinin tespiti için kullanılmıştır. Ara suverme (intermediate quenching) ısıl işlem metodu ile düzgün, iğnesel fiberli martenzit+ferrit içyapısı elde edilmiştir. Bu oluşan içyapı çeliğe orta düzeyde çekme mukavemeti, yüksek süneklik ve kırılma tokluğu değerleri sağlamıştır. Deneyler sonucunda artan ısıl işlem sıcaklığı ve süresinde malzememizin sertlik, akma, çekme, kopma mukavemeti ve hacimsel martenzit miktarı artmış, süneklik ve kırılma tokluğu değerleri azalmıştır. Ara suverme yöntemi kullanılarak yapılan ısıl işlem programlan sonucunda optimum mekanik özellikler n. grupta 30 dakika tavlama süresinde (740°C, 770°C) elde edilmiştir.

A low alloy steel having a composition o£ (U3wt%C, 0,97wt%Mn and Q,2wt%Si has been investigated in this thesis. Intermediate quenching method was chosen inorder to obtain dual-phase structures. The treatment consisted of initial austenization and quenching in water to form martensite followed by annealing in the ferrite+austenite region at the temperatures of 740°C, 770°C, 800°C and 830°C with corresponding times of 15,30 and 60 minutes, followed by water quenching This method is called intermediate quenching(IQ). Consequently, dual phase microstructures which comprises martensite and ferrite phases with different sizes and volume fractions were obtained. The changes in the microstructure were examined by optical and electron microscopy. Hardness measurements, tensile tests and impact testing were conducted in order to determine the mechanical properties of the dual phase structures. Intermediate quenching produced fine, fibrous needle-like martensite+ferrit structure, while martensite appears to surround the ferrite grains. This gave rise to an intermediate tensile strength, highest ductility and fracture toughness to the material. It was found that the ultimate tensile strength, yield strength and the hardness of the dual phase steel increased with increasing heat treatment time and temperature together with an increase in the volume fraction of martensite, however ductility and fracture toughness values decreased. The results showed that optimum mechanical properties could be obtained for group II heat-treatment (740°C, 770°C), whose annealing time is 30 minutes.