Geri Dön

Kriyojenik işlemin AISI 431 paslanmaz çeliğinin mekanik özellikleri üzerine etkilerinin araştırılması

Investigation of the effects of cryogenic treatment on the mechanical properties of AISI 431 stainless steel

PDF İndir

  1. Tez No: 746688
  2. Yazar: EMRE YILDIZ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ NURSEL ALTAN ÖZBEK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliği, Derin kriyojenik işlem, Mekanik özellikler, Mikroyapı, Sığ kriyojenik işlem, AISI 431 martensitic stainless steel, Deep cryogenic treatment, Mechanical properties, Microstructure, Shallow cryogenic treatment
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Düzce Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 52

Özet

Bu çalışmada, AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliğinin mekanik ve mikroyapısal özellikleri üzerine sığ ve derin kriyojenik işlemin etkileri araştırılmıştır.Çelik numuneler öncelikle 980 °C'de 30 dakika bekletildikten sonra yağda soğutulmuş ve ardından 650 °C'de 2 saattemperlenmiştir. Bu işlemin ardından çelik numuneler üzerine -80 °C'de 12 saat (SKİ12T) ve 24 saat (SKİ24T) süre ile sığ kriyojenik işlem, -180 °C'de 6 saat (DKİ6T), 12 saat (DKİ12T), 18 saat (DKİ18T), 24 saat (DKİ24T) ve 36 saat (DKİ36T) süre ile derin kriyojenik işlem uygulanmıştır.Geleneksek sertleştirme ısıl işlemi uygulanmış numuneye kıyasla 200 °C'detemperlenmiş numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinin sırasıyla yaklaşık %3,89, %1,44, %6,95 ve %62 oranlarda arttığı gözlenmiştir. 300 °C'detemperlenmiş numunelerin işlemsiz numuneye göre sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinin sırasıyla yaklaşık %3,52, %1,18, %7,03 ve %56 oranlarda arttığı görülmüştür. 200 °C'de temperlenmiş numunelerin genel olarak daha iyi mekanik özellikler sergilediği tespit edilmiştir. Diğer kriyojenik işlem uygulanmış tüm numunelere 200 °C'de 2 saat süre ile temperleme işlemi uygulanmıştır. Yapılan testler sonucunda, farklı bekletme sürelerinde kriyojenik işlem uygulanmış numunelerde işlemsiz numuneye göre sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinde artış olduğu ve bu artışların her iki kriyojenik işlem türünde de bekletme sürelerinin artmasıyla doğru orantılı olduğu görülmüştür. İşlemsiz numuneye kıyasla SKİ24T numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direnci sırasıyla yaklaşık %5,37, %1,59, % 7,11 ve %78 oranlarda artmıştır. İşlemsiz numuneye kıyasla DKİ36T numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direnci sırasıyla yaklaşık %5,87, %1,66, %8,17 ve %88 oranlarda artmıştır. Çalışma sonucunda her iki kriyojenik işlem türü ve tüm bekletme sürelerinin işlemsiz numuneye kıyasla mekanik özelliklerde artış sağladığı görülmekle beraber derin kriyojenik işlemin daha üstün mekanik özellikler sağladığı tespit edilmiştir.Mikroyapısal incelemelerde, tüm numuneler için kalıntı östenitli bir çıta tipi martenzit yapı oluştuğu görülmüştür. Bununla birlikte kriyojenik işlem uygulanmış numunelerdeki martenzitik çıtalar işlemsiz numuneye kıyasla daha küçüktür. En yüksek mekanik özellikler 36 saat süre ile uygulanan derin kriyojenik işlem ile elde edilmiştir. Çalışmada kriyojenik işlemin AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliğin diğer mekanik özelliklerinde (sertlik, çekme ve akma) artış sağlamakla birlikte özellikle aşınma direncinde belirgin bir artış sağladığı görülmüştür.

Özet (Çeviri)

This study investigated the effects of shallow and deep cryogenic treatment on the mechanical and microstructural properties of AISI 431 martensitic stainless steel. Steel samples were first kept at 980 °C for 30 minutes, then cooled in oil, and then tempered at 650 °C for 2 hours. After this process, shallow cryogenic treatment was applied at -80 °C for 12(SKİ12T) and 24 hours(SKİ24T), and deep cryogenic treatment was applied at -180 °C for 6 (DKİ6T), 12 (DKİ12T), 18 (DKİ24T), 24 (DKİ6T), and 36 (DKİ36T) hours on steel samples. It was observed that the hardness, tensile, yield, and abrasion resistance of the sample tempered at 200 °C increased by approximately 3.89%, 1.44%, 6.95%, and 62%, respectively, compared to the conventional hardening heat-treated sample. It was observed that the hardness, tensile, yield, and abrasion resistance of the samples tempered at 300 °C increased by approximately 3.52%, 1.18%, 7.03%, and 56%, respectively, compared to the untreated sample. It has been found that samples tempered at 200 °C generally exhibit beter mechanical properties. All other cryogenically treated samples were tempered at 200 °C for 2 hours. As a result of the tests, it was observed that the hardness, tensile, yield, and abrasion resistance of the cryogenically treated samples at different holding times increased compared to the untreated sample, and these increases were directly proportional to the increase in the holding times in both cryogenic treatment types. Compared to the untreated sample, the hardness, tensile, yield, and abrasion resistance of the SKİ24T sample increased by approximately 5.37%, 1.59%, 7.11%, and 78%, respectively. Hardness, tensile, yield, and abrasion resistance of the DKİ36T sample increased by approximately 5.87%, 1.66%, 8.17%, and 88%, respectively, compared to the untreated sample. As a result of the study, it has been determined that both cryogenic treatment types and all holding times increase mechanical properties compared to the untreated sample, while deep cryogenic treatment provides superior mechanical properties. In microstructural studies, a lath-type martensite structure with residual austenite was observed for all samples. However, the martensitic laths in the cryogenically treated samples are smaller than in the untreated sample. The highest mechanical properties were obtained by deep cryogenic treatment applied for 36 hours. The study observed that cryogenic treatment increased other mechanical properties (hardness, tensile,and yield) of AISI 431 martensitic stainless steel, but especially a significant increase in wear resistance.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    352559

    Kriyojenik işlemin AISI D3 soğuk iş takım çeliğinin performansına etkilerinin incelenmesi

    Determining the effects cryogenic treatment on the performance of AISI D3 cold work steel

    YUSUF ARSLAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Teknik EğitimGazi Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ÖZDEMİR

  2. Tez No

    519054

    Derin kriyojenik işlemin AISI 4140 çeliğinin aşınma davranışına etkisi

    Effects of deep cryogenic treatment on wear behaviour of AISI 4140 steel

    HALİME NALBANT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKAN GAŞAN

  3. Tez No

    473069

    Derin kriyojenik işlemin aısı d2 soğuk iş takım çeliğinin işlenebilirliğine etkisi

    Effect to machinability of aisi d2 cold work tool steel of deep cryogenic treatment

    MUSTAFA KARABATAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Makine MühendisliğiDüzce Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. FUAT KARA

  4. Tez No

    371242

    Investigation of the effects of holding times at cryogenic temperatures on residual stress distribution of aisi d2 tool steel

    Aısı D2 çeliğinin kalıntı gerilme dağılımına kriyojenik sıcaklıkta bekletme süresinin etkisinin araştırılması

    EYLÜL DEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Makine MühendisliğiYıldırım Beyazıt Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İHSAN TOKTAŞ

  5. Tez No

    509317

    Kesici takımlara uygulanan kriyojenik işlemin işlenebilirliğe etkisinin taguchı yöntemiyle optimizasyonu

    Optimization by the taguchi method of effect on the surface roughness of cryogenic treatment applied to cutting tools

    AYSUN TAKMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiDüzce Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ FUAT KARA

Geri Dön