Kaynaklanmış paslanmaz çelik ve karbon çeliğinin mekanik özelliklerine taneler arası korozyonun etkisi
Effect of intergranular corrosion on the mechanical properties of welded stainless steel and carbon steel
Yazar: FURKAN ACAR
Danışman: PROF. DR. HAYRETTİN AHLATCI
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasının konu kapsamınca nükleer enerji & petrol-doğalgaz rafineri vb. önemli ve hacimli tesislerde kullanılan 300 serisi östenitik paslanmaz çeliklerin içinde %10,5 ile %26 arasında Cr ve minimum %8 ile %36 arasında değişen Ni bulunmaktadır. Ancak östenitik paslanmaz çelikler ısıl işlem veya kaynak etkisi altında kaldıklarında stabilize edilmemiş olan kalitelerde çok hızlı ve yoğun bir şekilde malzeme termal olarak hassaslaşıyor. Bu olayın nedeni 600 °C gibi bir minimum sıcaklığın belirli bir süre malzemeye maruz kalmasıyla tane sınırlarındaki Cr elementi serbest C ile krom-karbür adı verilen bileşiği oluşturur. Dolayısıyla paslanmazlık özelliğini sağlayan Cr tane sınırlarında azalmış olacağından bu sınırlar artık korozyona karşı hassaslaşmıştır. Malzemenin bu denli hasar gördüğünün bilinmesinin ardından farklı önlemler alındı ama bunların dışında; alaşıma az bir miktar stabilizör olarak Ti ve Nb ilavesi yapılmasıyla AISI321 ve AISI347 kalite çelikleri meydana gelmiştir. Bu stabilizatör elementler Cr' a fırsat vermeyip önce kendileri C ile bileşik oluşturarak  
serbest dolaşan karbon miktarını düşürüyor. Böylece taneler arası korozyondan engellediği veya yavaşlattığı iddia ediliyor. Üstelik kaynak çürümesine yani taneler arası korozyona karşı stabilize edildiği halde yine de bu stabilize elementlerin yapıda oluşturduğu bir tehdit ihtimali bulunmaktadır. Stabilizör elementlerin oluşturduğu karbür sıcaklığın düşük olduğu iklimlerde kaynak yapısının iki yanındaki dar bir bölgede taneler arası korozyon olayına benzer "Bıçak Hattı Etkisi" meydana gelir. Tüm bunlar düşünüldüğünde bu çalışma neticesinde "321-321", "316-316", "321-1020" test borularından alınan numunelere belirli periyotlarda taneler arası korozyon uygulandı ve elde edilen veriler tablo, grafik yoluyla paylaşıldı. Elde edilen genel sonuç neticesinde stabilize edilmiş test numunelerinin çözeltide bekleme sürelerine göre mekanik özelliklerinde azalma meydana geldiği ve kırık yüzey SEM incelemelerinde yüzeyler arasında ciddi farklılıkların olduğu anlaşıldı.

Abstract:
In this thesis study scope 300 series stainless steel which are used at the nuclear santrals and oil- natural gas refineries were review. 300 series stainless steels contain Cr between %10,5 and %26 and Ni with a min of %8 and %36. However, when austenitic stainless steels are subjected to heat treatment or welding, the material becomes thermally sensitive very quickly and intensely in unstabilized grades. The reason for this event is that a minimum temperature of 600 ° C is exposed to the material for a certain period of time, and the Cr with free C in the grain borders forms the compound called chromium-carbide. Therefore, since the Cr element, which provides the feature of stainless, will be decreased in the grain boundaries, these boundaries are now sensitive to the corona. After knowing that the material was so damaged, different measures were taken, but apart from these, AISI321 and AISI347 quality steels were formed by adding Ti and Nb as a small amount of stabilizer to the alloy. These stabilizer elements do not allow Cr, but first create a compound with C and reduce the amount of free-running carbon. 
Thus, it is claimed to prevent or slow down intergranular corrosion. Moreover, although it is stabilized against welding rot, that is, intergranular corrosion, there is still a possibility of a threat posed by these stabilized elements in the structure. In the climates where the carbide temperature formed by the stabilizer elements is low, a "Knife Line Effect" occurs similar to the intergranular corrosion phenomenon in a narrow area on both sides of the welding structure. Considering all this, as a result of this study, intergranular corrosion was applied to the samples taken from the test tubes "321-321", "316-316", "321-1020" in certain periods and the data obtained were shared by the table and graphics. As a result of the general result obtained, it was understood that the stabilized test samples had a decrease in their mechanical properties compared to the waiting times in the solution and there were serious differences between the surfaces in the broken surface SEM examinations.