Düşük alaşımlı çeliklerin mekanik özelliklerine kimyasal bileşimin ve ısıl işlemin etkisi
Effect of chemical composition and heat treatment on mechanical properties of low alloy steels
Yazar: İNCİ YAHYAOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. YUNUS TÜREN
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada çelik sektöründe önemli yere sahip olan iki farklı karbon içeriğine sahip düşük karbonlu, mikro alaşımlı çeliğin (Bileşim-A ve Bileşim-B) mikroyapısına, sertliğine, çekme dayanımına, çentik darbe direnci özelliklerine ısıl işlem parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Bunun için dökümü yapılan çeliklere uygulanan ısıl işlem parametreleri iki aşamadan oluşmaktadır. Bunlardan birincisi geleneksel fırında tavlama ve farklı ortamlarda soğutma ile ikincisi ise son yıllarda yenilikçi ısıl işlem olarak adlandırılan hızlandırılmış soğutma ortamı olarak tanımlanmaktadır. Bunlar; normalizasyon ve fırında kontrollü soğutma (NRM+FRS), normalizasyon, havada soğutma, temperleme ve fırında kontrollü soğutma (NRM+HVS+TMP+FRS) ve normalizasyon, çift su verme, temperleme ve fırında kontrollü soğutma (NRM+FRS+ÇSV+TMP+FRS) ve Hızlandırılmış soğutma ve kendi kendini temperleme ısıl işlemleridir.
 
Bu işlemler sonrasında mikroyapı ve mekanik testler ile alaşımlamanın ve ısıl işlemin sağlamış olduğu katkılar mikro yapı ve mekanik özellikler yönünden incelenmiştir. Mikro alaşım ilaveli ve çifte su verme ısıl işlemli malzemelerin mikro yapısında ince beynit, ferrit ve martenzitik yapı gözlemlenmiştir. HS-KT ısıl işlemi uygulanmış numunelerde beklenildiği gibi daha ince dokulu iğnemsi ferrit + beynit oluşumu şeklinde faz değişimi gözlemlenmiştir. Mekanik test sonuçlarına göre, mikro alaşım ilaveli ve çifte su verme ısıl işlemi uygulanan Bileşim-A çeliği yüksek sertlik, akma-çekme dayanımına ve düşük sıcaklıklarda -50°C'de yüksek çentik darbe dayanımına sahiptir. En yüksek çekme mukavemeti değerlerine ve aynı zamanda en yüksek sertlik artışına HS-KT kodlu ısıl işlem koşulunda 60 sn süresi için ulaşılmıştır.

Abstract:
In this study, the effects of heat treatment parameters on the microstructure, hardness, tensile strength, and notch impact resistance properties of low carbon, micro-alloyed steel (Composition-A and Composition-B), which have an important place in the steel industry, were investigated. For this, the heat treatment parameters applied to the cast steels consist of two stages. The first of these is defined as annealing in a conventional furnace and cooling in different environments, and the second is defined as an accelerated cooling medium, which has been called innovative heat treatment in recent years. These; normalization and controlled cooling in the furnace (NRM+FRS), normalization, air cooling, tempering and controlled cooling in the furnace (NRM+HVS+TMP+FRS) and normalization, double quenching, tempering and controlled cooling in the furnace (NRM+FRS+ÇSV+TMP) +FRS) and Accelerated cooling and self-tempering heat treatments.

 
After these processes, the microstructure and mechanical tests and the contributions of alloying and heat treatment were examined in terms of microstructure and mechanical properties. Fine bainite, ferrite and martensitic structures were observed in the microstructure of the materials with microalloy addition and double quenching heat treatment. As expected, phase change in the form of finer textured acicular ferrite + bainite formation was observed in the HS-KT heat-treated samples. According to the mechanical test results, Composition-A steel with micro alloy addition and double quenching heat treatment has high hardness, yield-tensile strength and high notch impact strength at low temperatures at -50°C. The highest tensile strength values and at the same time the highest hardness increase were achieved in the heat treatment condition coded HS-KT for 60 seconds.