Rulman çeliklerinde karbür çökelmesi ve çözünmesinin deneysel ve hesaplamalı incelenmesi
An experimental and numerical investigation on the carbide precipitation and dissolution of bearing steels
- Tez No: 935587
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERSOY ERİŞİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Ulaştırma, demir yolu, enerji ve havacılık sektörlerindeki birçok kritik bileşen, yüksek mukavemet, aşınma direnci ve uzun ömürlü kullanım gibi özelliklerinden dolayı rulman çeliğinden üretilmektedir. DIN EN 100Cr6 (SAE 52100) gibi rulman çeliği sınıfları, bu gereklilikleri karşılamak amacıyla optimize edilmiş üretim süreçleri ile geliştirilmiştir. Bu çeliklerin mikroyapısı, mekanik özelliklerin belirleyicisi olup, martenzitik bir matris içinde homojen şekilde dağılan küresel karbürlerden oluşmaktadır. Rulman çeliklerinde istenilen son mikroyapının elde edilmesi için çeşitli ısıl işlemler uygulanmaktadır. Bu adımlar arasında östenitleme, yumuşak tavlama, sertleştirme ve temperleme gibi süreçler yer almaktadır. Bu çalışma, özellikle tam östenitleme sonrası uygulanan beynitik dönüşüm süreçlerini hem hesaplamalı hem de deneysel yöntemlerle incelemeyi amaçlamaktadır. Tam östenitleme işlemi sırasında, 100Cr6 rulman çeliğindeki karbürlerin çözünmesi sağlanarak homojen bir östenitik yapı elde edilmiştir. Bu amaçla 1050 °C'de 15 dakika boyunca tam östenitleme uygulanmıştır. Östenitlemenin ardından, 450 °C'de izotermal beynitik işlem gerçekleştirilmiş ve farklı süreler boyunca bu işlem sırasında meydana gelen faz dönüşümleri detaylı bir şekilde araştırılmıştır. Çalışmada, hesaplamalı malzeme mühendisliği yaklaşımlarıyla yapılan çalışmalar, deneysel bulgularla karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Bu kapsamda, beynitik dönüşüm sırasında meydana gelen faz değişikliklerinin kinetiği ve bunların mikroyapı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Mikroyapısal karakterizasyon, malzemenin mekanik ve fiziksel özelliklerini anlamak için sertlik ölçümleri, ışık mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu gibi yöntemler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, izotermal beynitik dönüşümün ısıl işlem parametrelerine ve malzemenin özelliklerini etkisini göstermektedir. Bu çalışma rulman çeliklerinin ısıl işlem parametrelerinin optimize edilmesi, hesaplamalı ve deneysel yaklaşımların bir arada kullanımı, malzeme mühendisliği alanında yenilikçi bir bakış açısı sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Many critical components in the transportation, railway, energy, and aviation industries are manufactured from bearing steel due to its high strength, wear resistance, and long service life. Bearing steel grades such as DIN EN 100Cr6 (SAE 52100) have been developed with optimized production processes to meet these requirements. The microstructure of these steels, which is a key determinant of their mechanical properties, consists of spherical carbides homogeneously distributed within a martensitic matrix. Achieving the desired final microstructure in bearing steels involves the application of various heat treatment processes, including austenitization, soft annealing, hardening, and tempering. This study aims to investigate bainitic transformation processes following complete austenitization using both computational and experimental approaches. During the complete austenitization process, the dissolution of carbides in 100Cr6 bearing steel was ensured to obtain a homogeneous austenitic structure. For this purpose, complete austenitization was applied at 1050 °C for 15 minutes. Following austenitization, an isothermal bainitic process was performed at 450 °C, and the phase transformations occurring during this process were thoroughly examined for varying durations. In the study, computational materials engineering methods were employed, and the findings were validated by comparing them with experimental results. In this context, the kinetics of phase transformations during bainitic transformation and their effects on the microstructure were analyzed. Microstructural characterization was conducted using advanced techniques such as hardness measurements, optical microscopy, and scanning electron microscopy to understand the mechanical and physical properties of the material. The obtained results demonstrate the impact of isothermal bainitic transformation on heat treatment parameters and the material's properties. This study provides significant insights into optimizing the heat treatment parameters of bearing steels and highlights the innovative perspective offered by integrating computational and experimental approaches in the field of materials engineering.
Benzer Tezler
- Rulman çeliklerinde tam ve kısmi östenitlemenin karbür oluşumuna etkisinin incelenmesi
Investigation of effect of full and partial austenitization on carbide formation in bearing steels
AHMET EFE GEZMİŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSOY ERİŞİR
- Karbür içermeyen beynitik çeliklerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of carbide free bainitic steels
FATIMA KENDİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET YILDIRIM
- Nondestructive characterization of bearing steels by magnetic Barkhausen noise technique
Rulman çeliklerinin manyetik Barkhausen gürültüsü yöntemi ile tahribatsız karakterizasyonu
EBRU ARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Metalurji MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. KEMAL DAVUT
YRD. DOÇ. CANER ŞİMŞİR
- Characterization of bainitic and martensitic microstructures in bearing steels
Rulman çeliklerinde benitli ve martensitli yapıların karakterize edilmesi
ECE NAZ YURTSEVEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGEHAN ÖGEL
- C67 yay çeliklerinin deformasyon karakteristiklerinin yüksek gerinimlere kadar belirlenmesi ve sac rulman bileziği şekillendirme adimlarinin sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
Determining the deformation characteristics of C67 spring steels up to high strains and analysis of metal forming increments of sheet metal bearing rings with finite element method
HALİL ONAT TUĞRUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BENAT KOÇKAR
YRD. DOÇ. DR. CELALETTİN KARADOĞAN