The Effect of double austenitization on microstructure and fracture toughness of AISI M2 high speed steel
İkili östenitleme işleminin, AlSI M2 yüksek hız çeliğinin içyapısı ve kırılma tokluğu üzerindeki etkisi
- Tez No: 8200
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDOĞAN TEKİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1990
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 210
Özet
Bu çalışmada, İkili östenitleme işlemi ve bu işlemin AISI M2 yüksek hız çeliğinin içyapısı ve kırılma tokluğu üzerindeki etkisi incelendi. Eldeki verilerden yararlanılarak, yüksek hız çeliklerinde içyapı-kırılma tokluğu ilişkilerine de bir açıklık getirilmeye çalışıldı. Optik mikroskop ve tarama elektron mikroskobu ile gerçekleştirilen metalografik incelemeler, nicel metalografik ölçümler, elektrolitik karbür çıkarma sonuçlan ve x-ışınları diffraktometresinde kalan östenit tayini ile desteklendi. Düzlemsel gerinimli kırılma tokluk deneyi ASTM E399-83 standardına uygun olarak gerçekleştirildi. Statik yükleme öncesi, kompakt gerilim numunelerine ön-çatlak, darbe yöntemi ile açıldı. İkili östenitleme işlemi; 1220°C'da östenitlenmiş ve havada suverilmiş numunelerin ikinci bir kez 1150°-1050°C sıcaklık aralığında vüöstenitlenmesi ile gerçekleştirildi. Karşılaştırma amacı ile bir grup numuneye de 1220°-1050°C sıcaklıkları arasında tek östenitleme işlemi uygulandı. Menevişleme sıcaklıkları ise 500°-600°C arasında değişmekte idi. Kırılma tokluk deneyleri hem suverilmiş, hem de suverilip menevişlenmiş numunelere uygulandı. ikili östenitleme işlemi, martensitli anayapıda eşaralıklı dağılmış çok ufak karbürlerin çökelmesine neden olmaktadır. Bu çökeltilerin boyutları 0.1 ± 0.05 pm civarında olup, hacim yüzdeleri ikinci östenitleme sıcaklığının 1150'C'dan 1050°C'a düşmesi ile birlikte %l*den %6'ya kadar artabilmektedir. Ufak karbürlerin çökelmesinin nedeni, ikinci östenitleme sıcaklığının ilk östenitleme sıcaklığından düşük tutulması ve anayapımn çözünürlüğünün düşmesidir. Benzer sertlikteki tek östenitlenmiş numunelerle karşılaştırıldı ğında, ikili östenitlenmiş numunelerin kırılma tokluğunun daha düşük olduğu görülmektedir. Düşük kırılma tokluk değerlerinin nedeni, ikili östenitlenmiş numunelerin anayapılannda çökelen ufak karbürlerdir. Bu çökeltiler, martensitli anayapının yeterince deforme olabilmesini engellemekte ve düşük tokluk değerlerinin elde edilmesine neden olmaktadır. Sonuç olarak, yüksek hız çeliklerinin yapısındaki gerek ufak boyutlu, gerekse iri karbürlerin kırılma tokluk değerlerini olumsuz yönde etkilediği söylenebilir. Bu aşamada kritik değer, karbürlerin boylan değil, karbürlerarası uzaklıktır. vüiKırılma tokluğu açısından, 1220°C'dan daha düşük bir sıcaklıkta tek östenitlenmiş ve menevişlenmiş numuneler, aynı sertliğe sahip ikili östenitlenmiş ve menevişlenmiş numunelere oranla daha yüksek tokluk değerleri içermektedir. Anahtar sözcükler : Yüksek Hız Çeliği, Metalografi, östenitleme, Alaşım Karbürü, Alan-Gerinimli Kırılma Tokluğu
Özet (Çeviri)
In this study, the effect of double austenltlzatlon on microstructure and fracture toughness of AISI M2 high speed steel was investigated. The relation between the microstructure and fracture toughness in high speed tool steels are also discussed, referring to the experimental data. Metallographic studies using optical and scanning electron microscopes were supported with fractography, quantitative metallographic measurements, electrolytic carbide extraction results and retained austenite content calculations from x-ray diffractometer. Plane strain fracture toughness tests are carried out according to ASTM E399-83. Compact tension specimens were impact precracked prior to static loading. ivFor double austenitization treatment the specimens, which are hardened initially at 1220°C and quenched in air, were hardened for a second time in the temperature range 1150°-1050°C. For comparison purposes, another set of specimens are austenitized singly in the temperature range 1220°-1050°C. Tempering process was carried out between 500°-640'C. The tests are applied to both the as-quenched and the quenched and tempered specimens. It is shown that double austenitization causes a very fine carbide precipitation throughout the martensitic matrix. The size of these precipitates are in the order of 0.1 ± 0.05 pm Their volume fraction increases from 1 % to 6 %, as the second austenitization temperature decreases from 1 150°C to 1050°C. The reason for this precipitation is due to a decrease in the solubility limit of the matrix, as the second austenitization temperature is kept lower than the initial one. It is found that a double austenitization treatment causes a decrease in fracture toughness, when compared with single austenitized ones at equal hardness levels. The reason for the lower KjC values of double austenitized specimens are attributed to the fine carbide precipitates in the matrix. It is suggested that these fine precipitates limits the plastic deformation capability of the matrix and yields lower fracture toughness values. It is concluded that either large or small, carbides are detrimental to fracture toughness of M2 high speed steel. The critical parameter is not their size, but the interparticle spacing between them.From the fracture toughness point of view, a single austenitization treatment at a lower temperature than 1220°C gives higher fracture toughness with respect to a double austenitization treatment, at similar tempered hardness values. Keywords : High Speed Tool Steel, Metallography, Austenitization, Alloy Carbide, Plane Strain Fracture Toughness.
Benzer Tezler
- 41Cr4 çeliğinde ön ısıl işlem sonrası değişen başlangıç mikroyapısının mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of the changed initial microstructue on the mechanical properties of 41Cr4 steel by pre-heat treatment
CANSU ÇELTİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAKUP YÜREKTÜRK
- The effect of retained austenite and carbide distribution on the wear resistance of bearing steel
Kalıntı östenit ve karbür dağılımının rulman çeliği aşınma direncine etkisi
ZEREN ÖZGENECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGEHAN ÖGEL
- Su verme ısıl işleminin H13 takım çeliğinin darbe dayanımına ve mikroyapısına etkisi
Effect of quenching heat treatment on impact strength and microstructure of H13 tool steel
ÇAĞATAY ATAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİKA ÖZER
- Laktasyondaki ineklerde çift doz PGF2α ve prıd senkronizasyon yöntemlerinin gebelik oranına etkisi
The effect of double dose PGF2α and prid synchronization methods on pregnancy rate in lactating cows
ENES AYDOĞMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Veteriner HekimliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiDoğum ve Jinekoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERHAN SERHAT AY
- İşitme cihazı kalıbında çift ventin hasta memnuniyeti üzerine etkisi
The effect of double vent on patient satisfaction of ear mold
SEDA ERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kulak Burun ve BoğazHacettepe ÜniversitesiOdyoloji ve Konuşma Bozuklukları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLGEHAN BUDAK