Paslanmaz çeliklerin kaynağında içyapının belirlenemsi
Estimation the microstructure of stainless steel welds
- Tez No: 166563
- Danışmanlar: DOÇ.DR. MURAT VURAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAĞINDA İÇYAPININ BELİRLENMESİ ÖZET Paslanmaz çelikler içeriğindeki krom miktarı sayesinde metal yüzeyinde ince bir kromoksit tabakası oluşturarak oksidasyonun önlenmesini sağlamaktadır. Bu çeliklerin bir numaralı tercih sebebi korozyon dayanımı olsa da süneklik, kaynak edilebilirlik, çok yüksek ve çok düşük sıcaklıklarda dahi dayanım bu türün geniş kullanım alanı bulmasmdaki başlıca nedenlerdir. Değişik mekanik özellikleri ile kaynak kabiliyeti vb. özelliklerinin iyileştirilmesi ve daha kararlı hale getirilmesi amacıyla, alaşım elementlerinin varlığı çeliğin farklı bir içyapıya ulaşmasını sağlar. Bu açıdan alaşım elementlerinin paslanmaz çeliklere kattığı özelliklerin bilinmesi faydalı olacaktır. Gelişmekte olan ülkemiz endüstrisinin paslanmaz çeliklere olan gereksinimi her geçen gün artmaktadır. Özellikle petro-kimya, kimya, gıda endüstrisinde kullanılan depolama tankları, basınçlı kaplar, ısı değiştirgeçleri ve paslanmaz boruların üretiminde çok çeşitli paslanmaz çelikler kullamlmaktadır. Bu konstrüksiyonlann oluşturulmasında da kaynaklanabilirliği en yüksek olan ostenitik paslanmaz çelikler yaygmca kullanılır. Ostenitik paslanmaz çeliklerin düşük karbonlu çeliklerle kaynağı enerji dönüşüm sistemlerindeki çoğu yüksek sıcaklık uygulamalarında yaygınca kullanılır. Bu sistemdeki yüksek sıcaklıklara maruz parçalar için paslanmaz çelik kullanılırken daha düşük sıcaklıklara maruz parçalar için ekonomik sebeplerden ötürü karbon çeliği kullanılır. Dolayısıyla bu parçalar için bir geçiş bağlantısı gereklidir. Sonuç olarak farklı servis durumlarında sistem türlü kısımlara sahip olduğundan, dizaynda farklı yapısal alaşımlar kullanılır ve böylelikle farklı metal kaynaklı bağlantılar gerekebilir. Farklı metal kaynağındaki önemli nokta, ana metaller ve dolgu metallerinin birleşimiyle oluşan kaynak metalini temel alarak, özel araştırmalar yapılarak kaynak hatalarını ortaya çıkarmak, bunların önlenmesi ve kaynak metalinin özelliklerinin gerekli özelliklere karşılık gelmesi için ayarlanmasıdır. Kaynak metali özelliklerini daha önceden tahmin etmek için yapı diyagramları gerçekleştirilmiştir. Schaeffler Diyagramı da bu diyagramlar arasında paslanmaz çelikler için bir yol gösterici olarak bilinir. Paslanmaz çeliklerde krom ve nikel eşdeğerleri konsepti alaşım elementlerinin mikroyapısal gelişim etkilerini normalize etmek için geliştirilmiştir. Ana metal ve elektrodlara ait krom ve nikel eşdeğerleri Schaeffler Diyagramı'nda işaretlenerek seyrelme oranına göre bu noktalar arasındaki çizgi üzerinden kaynak metali bileşimi bulunmasını sağlarlar. Bu bilgilerin ışığında Erdemir 3237 kalitesindeki düşük karbonlu çelik ile AISI 304 kalite ostenitik paslanmaz çelik sac parçalar elektrik ark kaynağı yöntemiyle beş farklı elektrod tipi kullanılarak kaynaklanmıştır. Bu elektrodlar sırasıyla E 308-16, E 308 L-16, E 309 L-16, E 310-16 ve E 312-16 tiptedir. Bu elektrodlann yalmzca bir tanesi tamamen ostenitik yapıda ( E 310-16 ), diğerleri ise ostenit ve belli yüzdede 8- xferrit içermektedir. Bu parçalar daha sonra kesilmiş, zımparalanmış ve parlatılarak mikroyapı numuneleri çıkarılmıştır. Daha sonra malzemeler dağlanmış ve hem makroyapı hem de mikroyapı fotoğrafları çekilmiştir. Makroyapı fotoğraflarından ana malzemelerden kaynak metaline olan seyrelme oram, kaynak metali ve ana malzemelerin alanlarını CAD programı yardımıyla sınırlayıp hesaplayarak bulunmuştur. Schaeffler Diyagramı'nda oluşturulan doğru üzerindeki % seyrelme oranına göre kaynak metalinin hangi bölgede olacağı tahmin edilmiştir. Daha sonra bu tahminler çekilen mikroyapı fotoğraflarıyla karşılaştırılmıştır. Görülmüştür ki E 308-16 ve E 308 L-16 ile yapılan kaynakta kaynak bölgesi ostenit + martenzit bir yapıya sahip olacak bu da kaynak metalinin gevrek ve kırılgan bir yapıya sahip olacağım gösterir. E 309 L-16 ve E 312-16 ise içlerindeki belli bir miktar % 8- ferritten ötürü sıcak çatlamaya dayanıklı, korozyona dirençli bir yapı sunar. E 310-16 elektrodu ile yapılan kaynakta ise sıcaklık ve korozyona karşı çok dayanıklı olsa da sıcak çatlak oluşma riski vardır. xı
Özet (Çeviri)
ESTIMATION THE MICROSTRUCTURE OF STAINLESS STEEL WELDS SUMMARY Stainless steels give oxidation resistance by means of forming a thin chromium-oxide layer on the metal surface by its chromium content. Although its preference reason is corrosion resistance primarily, it's also preferable because of its ductility, voidability and good mechanical properties at eleveated and cryogenic temperatures. To improve and form more stable mechanical properties and welding characteristics, presence of alloying elements influence on the microstructure of these steels. So being known of the effects of alloying elements on stainless steels will be useful. The requirement of stainless steels of our developing country is increasing day by day. Especially in manufacturing of container tanks, pressure vessels, heat exchangers and stainless piping used in petro-chemical, chemical and food industries, various types of stainless steels are used. In order to build these constructions, austenitic stainless steels are widely used because of its highest weldability among stainless steels. Welding between austenitic stainless steel and low carbon steel are extensively utilized in many high temperature applications in energy conversion systems. In this systems the parts operating at higher temperatures are constructed with stainless steels while parts that are subjected to lower temperatures are made of carbon steels because of economic reason. Therefore, a transition joint is needed for this parts. An important point to note that welding dissimilar metals is to take, the weld metal emerging from the base metals and filler metal a base, and performing special investigations to reveal weld defects, their preventions and adjusting the weld metal properties to fit up the requirements. To estimate the weld metal properties before, some constitution diagrams were developed. The Schaeffler Diagram is known as the roadmap for stainless steels among these diagrams. In stainless steels, the concept of chromium and nickel equivalents were developed to normalize the effect of alloying elements on microstructural evolution. Plotting the chromium and nickel equivalents on Schaeffler Diagram, the weld metal composition can be found on the line between these points up to dilution ratio. In the light of these knowledge, Erdemir 3237 low carbon steel plates and AISI 304 austenitic stainless steel plates were welded by electric arc welding using five different types of electrode. These electrodes are E 308-16, E 308 L-16, E 309 L-16, E 310-16 and E 312-16 types. Only one electrode have fully austenitic structure, the others have an austenitic structure with a specified percentage of ferrite. These plates were then cut, sandpapered, polished and microstructure samples were obtained. After these operations, samples were etched and both macrostructure and microstructure photographs were taken. xnFrom the macrostructure photographs, the dilution ratios from base metals to weld metal was found by calculating the restricted weld metal and base metals areas with the help of a CAD program. The points of base metals and electrodes were obtained from Cr and Ni equivalents on Schaeffler Diagram, and the weld metal structures were predicted from the line between these points according to the dilution ratio. The predictions were compared with the microstructure photographs. The weld metals by using E 308-16 and E 308 L-16 electrodes will have an austenitic + martensite structure that leads to a brittle structure. The weld metals by using E 309 L-16 and E 312-16 electrodes will have an austenitic structure with a specified percentage of 8- ferrite, have resistance to hot cracking and corrosion. The weld metal using E 310-16 electrode is fully austenitic and have excellent resistance to high temperatures and corrosion but susceptible to hot cracking. xin
Benzer Tezler
- %17 kromlu ferritik paslanmaz çeliklerin nokta kaynağında kaynak parametrelerinin tanelerarası korozyon ve çekme makaslama dayanımı üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effects of the welding parameters upon the intergranular corrosion and tensile shear strengths in the spot welding of 17% chromium ferritic stainless steels
BAHADIR GÜLBAHAR
- Gaz tungsten ark kaynak yöntemiyle farklı akım değerlerinde birleştirilmiş farklı AISI 318LN dubleks ve AISI 316l östenitik paslanmaz çelik levhaların içyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of microstructure and mechanical properties of AISI 318LN duplex and AISI 316l austenitic stainless steels joined by gas tungsten arc welding method at dirrent current levels
MUHAMMED MUSTAFA ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜREL ÇAM
- Paslanmaz çeliklerin kaynağında schaeffler delong ve WRC-92 diyagramlarının incelenmesi
The Investigation of schaeffler, de long WRC-92 diagrams in stainless steels welding
ERHAN ÖNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ KALUÇ
- Paslanmaz çeliklerin MIG kaynağında kullanılan koruyucu gazlar ve etkileri
Effects of the shielding gases in MIG welding of stainless steel
TÜRKAY AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERMAN TULGAR
- Paslanmaz çeliklerin direnç kaynağında soğuma hızının birleştirmenin mekanik özelliklerine etkilerinin araştırılması
An Investigation of effect of cooling rate on the mechanical properties of resistance welded sheets
GÜRHAN KUŞTUTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YUSUF ÖZÇATALBAŞ