Martenzitik paslanmaz çeliklerin indüksiyon ile sertleştirilmesinde ısıl işlem parametrelerinin mekanik özelliklere ve korozyon davranışına etkilerinin incelenmesi
Investigation of effects of heat treatment parameters on mechanical properties and corrosion behavior in induction hardening of martensitic stainless steels
- Tez No: 932564
- Danışmanlar: PROF. DR. NURŞEN SAKLAKOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Manisa Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Martenzitik paslanmaz çelikler, yüksek sertlik ve üstün dayanıklılık özellikleri nedeniyle endüstriyel alanda yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bu çeliklere bahsedilen özelliklerinin kazandırılmasını sağlayan temel yöntem, uygulanan ısıl işlemlerdir. Geleneksel olarak ısıl işlem fırınlarında gerçekleştirilen bu uygulamaların var olan uzun işlem süreleri ve yüksek enerji tüketimini azaltmak amacıyla son yıllarda, alternatif yöntemler üzerinde çalışmalar gerçekleştirilmektedir. İndüksiyon ısıl işlemi, bu yöntemler içerisinde, hızlı, enerji verimli ve otomasyona uygun olması dolayısıyla önemli bir alternatif olarak öne çıkmıştır. Günümüze kadar gelinen süreçte, özellikle yüzey sertleştirmede yaygın olarak kullanımı bilinen indüksiyonla ısıtma, doğru parametrelerle hacimsel ısıl işlemlerde de etkili sonuçlar verebilmektedir. Çalışmanın ilk aşamasında, 440B martenzitik paslanmaz çeliğin, gerçekleştirilen optimizasyon ile en yüksek sertlik, korozyon ve aşınma dayanımını sağlayacak indüksiyon ısıl işlem parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, östenitleme sıcaklığı, östenitleme süresi, temperleme ve kriyojenik soğutma işlemlerinin etkileri incelenmiştir. Yapılan testler ve analizler sonucunda, 1110°C'de 2 dakika süresince yapılan ısıl işlem, ardından kriyojenik işleme tabi tutulan ve bir kez temperlenen uygulama geleneksel ısıl işlem yöntemlerine göre %30 daha iyi aşınma performansı, %86 daha iyi korozyon dayanımı elde edilmesini sağlamıştır ve uygulama ile kristal boyutu %46 oranında küçülmüştür. Tez kapsamında, gerçekleştirilen optimizasyonlar sonucu belirlenen ısıl işlem parametreleri doğrultusunda termal çevrim uygulamaları da ayrıca gerçekleştirilmiştir. Yapılan termal çevrim uygulamaları, östenit tane yapısının küçülmesine ve martenzit yapısının daha homojen hale gelmesine katkı sağlamıştır. Ayrıca, termal çevrim ile aşınma kaybı %25 oranında azalmış, korozyon kaybı tek çevrimli uygulamaya göre bir miktar artış göstermesine rağmen pitting korozyon direnci %60 oranında iyileşmiştir. Elde edilen verilerin güvenilirlik analizleri de göz önüne alındığında sonuçlar, 4 çevrim uygulamanın en uygun ısıl işlem parametreleri olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Martensitic stainless steels are widely used in industrial applications due to their high hardness and superior durability properties. The fundamental method that imparts these characteristics to these steels is the application of heat treatments. Traditionally conducted in heat treatment furnaces, these processes have long processing times and high energy consumption. To mitigate these drawbacks, alternative methods have been explored in recent years. Among these alternatives, induction heat treatment has emerged as a significant option due to its speed, energy efficiency, and suitability for automation. While induction heating has been predominantly utilized for surface hardening, recent advancements demonstrate that, when appropriate parameters are employed, it can also yield effective results in volumetric heat treatments. In the initial phase of this study, the objective was to determine the optimal induction heat treatment parameters that maximize hardness, corrosion resistance, and wear resistance for 440B martensitic stainless steel. To this end, the effects of austenitizing temperature, austenitizing duration, tempering, and cryogenic cooling processes were investigated. The tests and analyses revealed that a heat treatment conducted at 1110°C in 2 minutes, followed by cryogenic treatment and a single tempering cycle, resulted in a 30% improvement in wear performance and an 86% enhancement in corrosion resistance compared to conventional heat treatment methods, while also reducing the crystal grain size by 46%. Within the scope of this thesis, thermal cycling heat treatment applications were also conducted based on the optimized heat treatment parameters. The thermal cycling heat treatment process contributed to grain refinement in the austenitic phase and resulted in a more homogeneous martensitic microstructure. Additionally, thermal cycling reduced wear loss by 25%. Although corrosion loss showed a slight increase compared to single-cycle treatment, the pitting corrosion resistance improved by 60%. Considering the reliability analyses of the data obtained, the results indicate that the 4-cycle treatment is the most suitable heat treatment parameter.
Benzer Tezler
- Martenzitik paslanmaz çeliklerin lazer ile yüzey sertleştirme kabiliyetinin incelenmesi
Laser hardening process parameters effect on martensitic stainless steel
MELİH TARIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EKREM ALTUNCU
- Sürtünme kaynaklı ostenitik-martenzitik sübaplardaki nitrürasyon gevrekliliğinin incelenmesi
Nitriding embrittlement in friction-welded austenitic-martensitic engine valves
MEHMET KALK
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BARLAS ERYÜREK
- Martenzitik paslanmaz çeliklerin kaynak yapılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of weldability of martensitic stainless steel
MELİK YAVUZ KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE KORKMAZ
- Östenitik ve martenzitik paslanmaz çeliklerin nanoakışkan kullanılarak minimum miktarda yağlama yöntemi ile sürdürülebilir frezelenmesi
Sustainable milling of austenitic and martensitic stainless steels by minimum quantity lubrication method using nanofluids
FURKAN DEMİREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN ALTAN
DR. ALPER UYSAL
- Farklı paslanmaz çeliklerin tıg kaynağında mekanik özelliklerinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the mechanical properties of different stainless steels in tig welding
EYÜP CAN İÇLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN AYDIN
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ TUNÇEL