AISI 52100 rulman çeliğinde beynitik martensitik dubleks mikroyapının geliştirilmesi ve işlenebilirliğe etkisinin araştırılması
Development of bainitic martensitic doublex microstructure in AISI 52100 bearing steel and examination of its effect on machinability
- Tez No: 472650
- Danışmanlar: PROF. DR. ADNAN AKKURT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstriyel Teknoloji Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 223
Özet
Bu çalışmada AISI 52100 rulman çeliğinde ısıl işlemle beynit + martensit dubleks yapılar üretilmiş, mekanik özellikler, kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğüne etkileri araştırılmıştır. Rulman uygulamaları için gerekli sertlik değerini (~62 HRC) elde etmek amacıyla 25 mm çapında ve küreselleştirilmiş başlangıç mikroyapısına sahip AISI 52100 çeliğinden deney numuneleri hazırlanmıştır. Farklı östenitleme ve östemperleme sıcaklık ve sürelerinde ısıl işlem çevrimleri uygulanmıştır. Bu çalışma sonucunda hedeflenen sertlik değeri 950 ºC'de 30 dk. östenitlemenin ardından 275 ºC'de 30 dk. östemperleme ve suda suverme sonrası elde edilmiştir. Bu ısıl işlemle elde edilen numuneler 2253 MPa çekme dayanımı ve 19 J darbe tokluğu sergilemişlerdir. Yine aynı başlangıç numunelerinden farklı beynit hacim oranları (BHO) (%10, 30, 40 ve 50 BHO) 950 ºC'de 30 dk. östenitlemenin ardından 275 ºC'de farklı sürelerde (15 dk. – 24 saat) östemperleme sonrası suda suverme işlemi ile elde edilmiştir. İşleme parametrelerinin kesme kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğüne etkilerini incelemek amacıyla dört farklı beynit hacim oranına sahip numunelere sabit kesme derinliğinde (0,25 mm), 4 farklı kesme hızı 60, 80, 100, 120 m/dk. ve 3 farklı ilerleme 0,075, 0,1, 0,125 mm/dev'de sert tornalama işlemi uygulanmıştır. BHO arttıkça ilerleme kuvveti, radyal kuvvet ve asıl kesme kuvveti azalmıştır. BHO 10 olduğunda mikroyapıda çok yüksek oranda bulunan taze martensit ve doymamış kalıntı östenitin gerinim pekleşmesine etkisiyle kesme kuvvetlerinin radyal bileşeninin en yüksek olduğu görülmüştür. BHO 30, BHO 40 ve BHO 50 olan numunelerde asıl kesme kuvvetinin en yüksek olduğu ve sertlik azalmasına bağlı olarak kesme kuvvetlerinin tamamında azalma görülmüştür. Kesme kuvvetlerinin sertlikten daha çok mikroyapıdaki faz hacim oranlarına ve morfolojilerine bağlı olduğu saptanmıştır. BHO ile yüzey pürüzlülüğü arasında doğrusal bir ilişki gözlenmemiştir. En düşük ortalama yüzey pürüzlülük değeri (Ra) 0,38 μm, 0,075 mm/dev ilerleme, BHO %50 ve 60 m/dk kesme hızında sağlanmıştır. En yüksek Ra değeri 1,98 μm, 0,125 mm/dev ilerleme, BHO %10 ve 120 m/dk. kesme hızında elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, bainite + martensite dublex structures in AISI 52100 bearing steel were produced by heat treatment, its effects on mechanical properties, cutting forces and surface roughness were examined. In order to obtain the hardness value (~62 HRC) necessary for bearing applications, test specimens having 25 mm diameter and spheroidized starting microstructure were prepared from AISI 52100 steel. Heat treatment cycles were applied at different austenitizing and austempering temperature and time. In this study, after austenitizing at 950 ºC for 30 min., austempering at 275 ºC for 30 min. and quenching in water, aimed hardness value was achieved. Specimens achieved by this heat treatment give a 2253 MPa tensile strength and 19 J impact toughness values. Also from the same starting specimens different bainite volume fraction (BVF) (10%, 30, 40 and 50 BVF) has been achieved by austenitizing at 950 ºC for 30 min., then austempering at 275 ºC for different time periods (15 min. – 24 hours) and water quenching. In order to examine the effect of processing parameters on cutting forces and surface roughness, hard turning was applied to specimens having four different bainite volume fraction, with fixed cutting depth (0,25 mm), 4 different cutting speeds of 60, 80, 100, 120 m/min and 3 different feed rates of 0.075, 0.1, 0.125 mm/rev. The value of feed force, radial force and main cutting force were decreased as there was an increase in BVF. The specimen having 10% BVF exhibited the highest radial component of cutting forces due to the very high ratio of fresh martensite and unstable retained austenite in the microstructure effect on strain hardening. In the specimens BVF 30, BVF 40 and BVF 50, the main cutting force was observed to be the highest and a decrease was observed in all the cutting forces depending on a decrease in hardness. The value of cutting forces was determined to be correlated with the phase volume fractions and morphologies rather than the hardness value of the specimens. No linear correlation was determined between BVF and surface roughness. The minimum value of average surface roughness (Ra) was 0.38 μm for feedrate of 0.075 mm/rev, BVF of 50% and cutting speed of 60 m/min. The maximum Ra was 1.98 μm for feedrate of 0.125 mm/rev, BVF of 10% and cutting speed of 120 m/min.
Benzer Tezler
- Sertleştirilmiş rulman bileziklerinin seramik ve CBN kesici takımlarla işlenmesi
Machining of hardened bearing rings with ceramic and CBN cutting tools
MEHMET BOY
Doktora
Türkçe
2015
Teknik EğitimKarabük ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÇİFTÇİ
- AISI 52100 rulman çeliğinin tornalanmasında uygun kesici takım ve kesme parametrelerinin belirlenmesi
Determination of suitable cutting tools and machining parameters in turning of AISI 52100 bearing steel
AHMET KUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Teknik EğitimKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÇİFTÇİ
- An investigation on the influence of different cooling/lubrication techniques on the tool wear and surface integrity in the hard turning of AISI 52100 bearing steel
AISI 52100 rulman çeliğinin sert tornalanmasında farklı soğutma/yağlama tekniklerinin takım aşınması ve yüzey bütünlüğüne etkisi üzerine bir araştırma
HÜSEYİN ALP ÇETİNDAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM ÇİÇEK
- Aısı 52100 rulman çeliğinin ultrasonik tornalama yöntemi ile işlenebilirliğinin araştırılması
Investigation machinability of aisi 52100 bearing steel by ultrasonic turning method
SALİH AĞAR
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAT TOSUN
- The Effect of different austenitizing and tempering temperatures on the abrasive wear resistance of AISI/SAE 52100 bearing steel
Farklı östenitleme ve temperleme sıcaklıklarının AISI/SAE 52100 rulman çeliğinin aşınma direncine etkisi
TOLGA M. MERMERCİ