The effect of temperıng on mıcrostructure and hardness of FE-1C-2si (wt%) AND Fe-1C-2Si-2Cu-1Ni (wt%) nanobaınıtıc steels
Menevişleme işleminin FE-1C-2si (wt%) ve Fe-1C-2Si-2Cu-1Ni (wt%) nanobeynitik çeliklerinin içyapı ve sertliği üzerindeki etkileri
- Tez No: 958727
- Danışmanlar: PROF. DR. BİLGEHAN ÖGEL, PROF. DR. ALİ KALKANLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 155
Özet
Nanoyapılı beynitik çelikler, tokluktan ödün vermeden çok yüksek dayanç değerlerine ulaşabilmeleri nedeniyle son yıllarda ilgi odağı olmuştur. Mükemmel çekme dayancı-kırılma tokluğu kombinasyonları -örneğin, 2.5GPa-30MPa.m1/2 1.7GPa-130MPa.m1/2-, alaşım tasarımı ve düşük sıcaklıkta izotermal dönüşüm ile ucuz ve basit bir şekilde elde edilebilmektedir. Bu çeliklerin sıradışı mekanik özelliklerinin temel nedeni, birbirini izleyen ferrit (20-50 nm kalınlığında) ve kalıntı ostenit filmlerinden oluşan beynit demeti (sheaf) paketlerini içeren çok ince içyapılarıdır. Bu çelikler, üstün özellikleri sebebiyle, savunma sanayiinde zırh uygulamalarında ve otomotiv sanayiinde yan güvenlik profilleri olarak geleneksel rakiplerinin yerini almaya başlamıştır. Çeliklerde bakır elementinin en bilinen etkileri korozyon önleme, katı çözelti ile güçlendirme ve çökelme sertleştirmesidir. Yaşlandırma işlemi ile bakır içeren çeliklerin dayançları artırılabilmektedir. Benzer şekilde, bakırın beynit içindeki ferrit filmlerinde çökelme ve dayancı artırma eğilimi vardır. Ancak, literatürde, bu konu ile ilgili çalışma yok denecek kadar azdır. Bu tez çalışmasında, bir alaşım elementi olarak bakırın nanobeynitik çeliklerin içyapısı, sertliği, termal stabilitesi ve beynit dönüşüm kinetiği üzerindeki etkileri detaylı bir biçimde incelenmiştir. Yanısıra, bu çeliklerde bakır çökeltilmesi için gerekli koşullar tespit edilmiş ve bakır çökeliminin sertlik üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Sonuç olarak, Fe-1C-2Si-2Cu-1Ni (wt%) çeliği Fe-1C-2Si (wt%) çeliğine göre çok daha iyi termal dayanım göstermiştir. Yanısıra, bu çelikler 450-500°C sıcaklıklarında temperlendiklerinde, bakır içeren çelikte ikincil sertleşme pikleri gözlenirken, bakır içermeyen çelikte sertlik düzenli olarak azalmıştır.
Özet (Çeviri)
Nanostructured bainitic steels have been a focus of interest in recent years, since they exhibit extremely high strength without compromising from toughness. With careful alloy design, excellent combinations of tensile strength and fracture toughness values -for example, 2.5GPa-30MPa.m1/2 and 1.7GPa-130MPa.m1/2- can be obtained through a cheap and simple production route which involves isothermal bainitic transformation at a low temperature (just above Ms temperature). The low temperature transformation leads to a very fine microstructure, which is composed of packets of bainite sheaves each consisting of alternating layers of ferrite platelets (20-50 nm width) and retained austenite films, which is the key to the extraordinary mechanical properties. Owing to their superior properties, nanobainitic steels are now replacing their conventional counterparts in armour applications of defense industry and automotive industry as safety guide rails. Most appreciated benefits of copper in steels are corrosion inhibition, solid solution strengthening, and precipitation hardening. It is well established that the age hardening of copper bearing steels improve their strength. The strengthening is achieved by the precipitation of copper in ferritic matrix. As bainite consists of ferrite platelets, it is possible that copper particles can precipitate within these platelets and further improve the strength of nano-bainitic steels. However, there is very limited study in the literature for copper bearing nano-bainitic steels. In this thesis, the effect of copper as an alloying element on ageing behaviour, microstructure, hardness, thermal stability and transformation kinetics of nanobainitic steels was studied in detail. As a result, Fe-1C-2Si-2Cu-1Ni (wt%) steel showed superior thermal stability in comparison to Fe-1C-2Si (wt%) steel. Moreover, the copper-containing steel exhibited a secondary hardening peak upon tempering either at 450°C or 500°C, while the hardness of the copper-free steel decreased steadily.
Benzer Tezler
- Yüksek karbonlu bir çeliğin mikroyapı ve mekanik özelliklerine izotermal tavlamanın etkisi
Effect of isothermal annealing on microstructure and mechanical properties of a high carbon steel
MUSTAFA SERDAR KUZYAKA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. MURAT BAYDOĞAN
- Demir esaslı astaloy Mo ve distaloy DH alaşımlarında sinterleme ile sertleştirme
Sinter-hardening of ferrous astloy Mo and distaloy DH alloys
AHMET MURAT ÖGE
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURİ DURLU
- Manganez bronzlarında ısıl işlemle sertleşme mekanizması ve faz dönüşümleri
The Phase transformation and hardening mechanism by heat treatment of cast manganese bronzes
ABDULLAH OTUZBİR
- Yüksek hız takım çeliklerinin yüksek sıcaklık aşınma dayanımına nitrasyon işleminin etkisi
Nitration effect on high temperature wear resistance of high speed tool steels
BURCU BOSTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- Temper dökme demirlerde bileşimin mekanik özelliklere etkisi
Effects of carbon, silicon, manganese on mechanical properties of malleable iron
ERDİNÇ CANIGÜR