Orta manganlı ileri yüksek mukavemetli çeliklerde krom ilavesinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi
The effect of chromium addition on microstructure and mechanical properties of medium manganese advanced high strength steels
- Tez No: 734916
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET EROĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 280
Özet
Yirminci yüzyılın sonlarından itibaren otomotiv sektörünün öncelikleri değişmiş, yakıt tüketimi ve yolcu güvenliği gibi etkenler otomobillerin tasarımında belirleyici rol oynamıştır. Bu faktörler, yeni çelik türlerinin geliştirilmesini mecbur kılmış ve yüksek mukavemet ve gelişmiş uzama kabiliyeti gösteren ileri yüksek mukavemetli çelikler geliştirilmiştir. Sektörün artan talepleri ve katı güvenlik kuralları, zaman içerisinde yeni AHSS türlerine olan gereksinimi arttırmış ve çelik endüstrisini yeni nesil AHSS türlerini üretmenin yollarını bulmaya itmiştir. Geliştirilen bazı çelik türleri, sektörün taleplerine karşılık vermiştir. Yeni nesil AHSS olabilecek bu çelik türlerinden biri de, orta manganlı çeliklerdir. Bu çalışma orta manganlı çeliklerde krom (Cr) ilavesinin mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisini belirlemek amacı ile gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, farklı oranlarda Cr içeren (ağırlıkça % 0, 0.4, 0.8, 1.2) dört ayrı orta manganlı çelik plaka dökülmüş, bu plakalar sıcak dövme yöntemi ile sac formuna getirilmiştir. Bu saclardan alınan numunelere farklı ısıl işlem prosesleri uygulanmış, kritik tavlama sıcaklığı (650, 675, 700 ve 800 °C), kritik tavlama süresi (30, 60 dakika), soğutma ortamı (su ve hava), temperleme sıcaklığı (200, 250, 300 °C) ve temperleme süresi (20, 40, 60 dakika) gibi ısıl işlem parametreleri ile bu prosesler geniş bir şekilde ele alınmıştır. Optik mikroskop (OM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri ile numunelerdeki mikroyapısal farklılıklar incelenmiş, X-ışını spektroskopisi (EDS) ve X-ışını difraksiyonu (XRD) analizlerinden elde edilen veriler kullanılarak kalıntı östenit fazının bileşimi ve hacimsel oranları hesaplanmıştır. Çekme ve sertlik testleri ile belirlenen mekanik özellikler, numunelerin mikroyapıları ile ilişkilendirilerek yorumlanmıştır. Son olarak çekme numunelerinin kırılma yüzeylerinden alınan SEM mikrografları ve makro görüntüler ile kırılma davranışları incelenmiştir. Elde edilen bulgular, düşük oranlardaki Cr ilavelerinin orta manganlı çeliklerde kalıntı östenit fazının termal kararlılığını arttırdığını ve mukavemet-uzama kombinasyonunu geliştirdiğini ortaya koymuştur. Ayrıca, kritik tavlama işleminin gelişmiş özellik kombinasyonu için oldukça belirleyici olduğu görülmüş, en iyi mekanik özellik kombinasyonları 650 °C'de tavlanan %1.2 Cr ilaveli numunelerde elde edilmiştir (⁓ 32 GPa.%). Kırılma yüzeylerinden alınan görüntülerde ise soğutma ortamının kırılma davranışı üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Bu kapsamda, hava ortamında soğutulan numunelerde kırılmanın karma formda gerçekleştiği gözlemlenmiş ve suda soğutulan numunelerde gevrek kırılma mekanizmasının daha etkin olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Since the end of the twentieth century, the priorities of the automotive industry have changed, and factors such as fuel consumption and passenger safety have played a decisive role in the design of automobiles. These factors compelled the development of new types of steels, and advanced high-strength steels were developed that showed high strength and improved elongation. Increasing demands of the industry and strict safety rules have increased the need for new types of AHSS over time and have pushed the steel industry to find ways to produce the next generation of AHSS types. Some types of steel developed have responded to the demands of the industry. One of these steel types, which can be the new generation AHSS, is medium manganese steels. This study was carried out to determine the effect of chromium (Cr) addition on microstructure and mechanical properties in medium manganese steels. For this purpose, four different medium manganese steel plates containing different amounts of Cr (0, 0.4, 0.8, 1.2 wt.%) were cast, and these plates were formed into sheet metal by the hot forging method. Different heat treatment processes have been applied to the samples taken from these sheets, and these processes have been extensively discussed with heat treatment parameters such as intercritical annealing temperature (650, 675, 700 and 800 °C), intercritical annealing time (30, 60 min.), quenching medium (water and air), tempering temperature (200, 250, 300 °C) and tempering time (20, 40, 60 min.). Microstructural differences in the samples were examined with optical microscope (OM) and scanning electron microscope (SEM) micrographs, and the composition and volume fractions of the retained austenite phase were calculated using the data obtained from energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD) analyzes. The mechanical properties determined by tensile and hardness tests were interpreted in relation to the microstructures of the samples. Finally, the fracture behavior of the tensile specimens was investigated with SEM micrographs and macro images taken from the fracture surfaces. The results revealed that low Cr additions increased the thermal stability of the retained austenite phase and improved the strength-elongation combination in medium manganese steels. In addition, it was seen that the intercritical annealing process was quite decisive for the advanced property combination, and the best mechanical property combinations were obtained in the 1.2% Cr added samples annealed at 650 °C (⁓ 32 GPa.%). In the images taken from the fracture surfaces, it was seen that the quenching medium was effective on the fracture behavior. In this respect, it was observed that the fracture occurred as the mixed-type in air-cooled samples, and it was determined that the brittle fracture mechanism was more effective at the water quenched samples.
Benzer Tezler
- Taneleri inceltilmiş mangan ıslah çeliğinin aşınma davranışlarının araştırılması
An Investigation on the wear behaviour of a fine grained by a heat treatment amended manganese steel
MUSTAFA SABRİ GÖK
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET H. KORKUT
- Effects of heat treatment and chemical composition on microstructure and mechanical properties of hadfield steels
Isıl işlem ve kompozisyonun hadfield çeliklerin mikroyapısına ve mekanik özelliklerine olan etkileri
SERHAT ALYAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. HAKAN GÜR
- Development of Fe-Al based alloys as reinforcement in Al-matrix composites
Alüminyum matrisli kompozitler için Fe-Al bazlı takviye faz geliştirilmesi
FATMA AĞDAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. M. VEDAT AKDENİZ
- A Metallographic study of carbides in chromium modified hadfield steels
Başlık çevirisi yok
NEDİM EŞLİSOY
- Effect of bottom stirring on basic oxygen steelmaking
Alttan karıştırmanın bazik oksijen çelik üretimindeki etkisi
ÇAĞRI DOĞAN BİLGİÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NACİ SEVİNÇ