Nb-V mikroalaşım toz metal çeliğine bakır ilavesinin basma ve işlenebilirlilik özellikleri üzerine etkisi
Effect of copper addition on compression and machining properties to Nb-V microalloy powder metal steel
- Tez No: 919639
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET AKİF ERDEN, DOÇ. DR. MAHİR AKGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Toz Metalurjisi, Mikroalaşım çeliği, Basma Dayanımı, İşlenebilirlik, Karakterizasyon
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Mikroalaşımlı çelikler, çeliğin mekanik özelliklerini artırmak için %0,2'den daha az ağırlıkta eklenen Ti, V, Nb ve Al gibi çökelti oluşturan elementler içerir. Mikro alaşım elementlerinin başlıca rolleri tane boyutunu iyileştirmek, yeniden kristalleşmeyi önlemek ve karbon nitrür çökelmesi durumunda oluşan çökelti sertleşmesini kolaylaştırmaktır. Alaşım miktarı az olduğundan, ağırlıkları daha hafif ve maliyet açısından daha ucuzdurlar. Üretim fırsatları da daha hızlıdır, bu nedenle zaman ve enerji açısından kayıplar daha azdır. Mikro alaşımlı çelikler, basınçlı kaplar ve depolama tankları gibi birçok yerde kullanılmıştır. Toz metalürjisi (TM) yeni bilinen bir işlem olmasa da, 20. yüzyılın başlarında endüstriyel bir işlem olarak kullanılmaya başlanmış ve dünyanın gelişmiş ülkelerinde yaygın olarak kullanılmakta olup ürünleri endüstride geniş uygulama alanları bulmaktadır. TM yöntemi ile istenilen bileşimi üretmek için bilinen tüm metal karışımları hazırlanabilir, örneğin aşınmayan parçalar, sert metaller, takım çelikleri, kendi kendini yağlayan burçlar, sürtünme elemanları, elektrik temas malzemeleri, grafit fırçalar ve mıknatıslar. Bu yöntemle üretilen parçalar, diğer yöntemlerle üretilen parçalara göre daha az pürüzlü bir yüzeye sahiptir ve genellikle ikincil işleme gerektirmez. Kalitenin homojen dağılımı, tamamen kontrol edilebilir bileşen ve içerik ve düşük birim maliyet, toz metalurjisini üretim endüstrisinde benzersiz bir üretim yöntemi haline getirir. Böylece, malzemenin yaklaşık %97'sinin TM ile seri üretimde kullanıldığı bulunmuştur. Bu doğrultuda, parça daha ucuzdur ve istenilen bileşimde kolayca üretilir. Çeliklerinin, Cu içeriğinin Nb-V eklenmiş mikroalaşımlı toz metalurjisi çeliklerinin mikroyapıları, basma özellikleri ve işlenebilirliği üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Mikroalaşımlı çelik numuneler 750 MPa 'da preslenmiş ve 90 dakika azot hidrojen karışım gaz atmosferinde 1400oC'de sinterlenmiştir. Mikroalaşımlı çeliklerin tane boyutu ve faz dağılımı optik mikroskopla belirlenmiştir. Numunelerin çökeltileri SEM ve EDS analizleri yardımıyla analiz edilmiştir. Farklı Cu içeriğine sahip Nb-V eklenmiş mikroalaşımlı çelikler için basma testi, sertlik testi ve işlenebilirlik testi gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, %10 ağırlıkça Cu eklenmiş PM mikroalaşımlı çeliğin basma ve sertlik dayanımı açısından en yüksek değerleri gösterdiğini göstermiştir. Ancak, Cu içeriği miktarı %10'dan %15 ağırlıkça arttığında, basma ve sertlik dayanımı azalmıştır. İşlenebilirlik sonuçları, kuru işleme şartına göre MQL destekli işleme şartında yüzey pürüzlülüğü, kesme sıcaklığı ve titreşim değerlerinin yaklaşık olarak %50, %35 ve %28 azaldığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Microalloyed steels contain precipitation-forming elements such as Ti, V, Nb and Al added at less than 0.2% by weight to increase the mechanical properties of the steel. The main roles of microalloying elements are to improve grain size, prevent recrystallization and facilitate precipitation hardening in the case of carbon nitride precipitation. Since the amount of alloy is small, they are lighter in weight and cheaper in terms of cost. Production opportunities are also faster, so losses in terms of time and energy are less. Microalloyed steels have been used in many places such as pressure vessels and storage tanks. Although powder metallurgy (TM) is not a new process, it started to be used as an industrial process in the early 20th century and is widely used in developed countries of the world, and its products find wide application areas in the industry. All known metal mixtures can be prepared to produce the desired composition with the TM method, such as non-wearing parts, hard metals, tool steels, self-lubricating bushings, friction elements, electrical contact materials, graphite brushes and magnets. The parts produced by this method have a less rough surface than the parts produced by other methods and generally do not require secondary processing. The homogeneous distribution of quality, completely controllable components and content, and low unit cost make powder metallurgy a unique production method in the manufacturing industry. Thus, it was found that approximately 97% of the material is used in mass production with TM. Accordingly, the part is cheaper and easily produced in the desired composition. The effect of Cu content of steels on the microstructure, compression properties and machinability of microalloyed powder metallurgy steels with Nb-V addition was investigated. Microalloyed steel samples were pressed at 750 MPa and sintered at 1400oC in a nitrogen-hydrogen mixed gas atmosphere for 90 minutes. The grain size and phase distribution of microalloyed steels were determined by optical microscope. The precipitates of the samples were analyzed with the help of SEM and EDS analysis. Compression test, hardness test and machinability test were carried out for Nb-V added microalloyed steels with different Cu content. The results showed that PM microalloyed steel added with 10 wt% Cu showed the highest values in terms of compressive and hardness strength. However, when the amount of Cu content increased from 10% to 15 wt%, the compressive and hardness strength decreased. The machinability results showed that the surface roughness, cutting temperature and vibration values were reduced by approximately 50%, 35% and 28% in the MQL-assisted machining condition compared to the dry machining condition. Key Word: Powder Metallurgy, Microalloying steel, Compressive Strength, Machinability, Characterization
Benzer Tezler
- Toz metalürjisi yöntemiyle üretilmiş mikroalaşımlı çeliklere uygulanan termomekanik işlemlerin araştırılması
Investigation of thermomechanical processing applied to microalloyed steels produced by powder metallurgy method
DEMET TAŞTEMÜR
Doktora
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN GÜNDÜZ
- Nb-v mikroalaşım çeliğinde mekanik alaşımlama süresinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi
The effect of mechanical alloying time on microstructure and mechanical properties of nb-v microalloysis steel
ALPEREN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET AKİF ERDEN
- Toz metalurjisi ile üretilen nb-v mikroalaşım çeliğine bakır ilavesinin mikroyapı mekanik özellikleri üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of effect addition copper on microstructure mechanical properties of nb-v microalloyed steel by produced powder metallurgy
ÇAĞRI ODABAŞI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET AKİF ERDEN
- Toz metalürjisi ile üretilen Nb-V mikroalaşım çeliğine nikel ilavesinin mikroyapı mekanik özellikleri üzerine etkisinin araştırılması
An investigation of effect on microstructure and mechanical properties of microalloyed steels produced by powder metallurgy
MUHAMMET TAHA TAŞCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
MeteorolojiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. MEHMET AKİF ERDEN
- The effect of Ni on the microstructure, wear and corrosion behaviors of microalloyed steels produced by powder metallurgy
Toz Metalürjisi ile üretilen Nb-V mikroalaşımlı çeliklere Ni ilavesinin aşınma ve korozyon özelliklerine etkisi
MOHAMED AHMED AHSSI
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET AKİF ERDEN