Kriyojenik işlemde 321 kalite paslanmaz çeliğin mekanik performans ve özelliklerinin değişiminin incelenmesi
Investigation of the change of mechanical performance and properties of the 321 quality stainless steel in the cryogenic process
Yazar: ÖMER ÖZEL
Danışman: PROF. DR. MURAT PAKDİL
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Paslanmaz çelik = Stainless steel

Özet:
Bu çalışmada, sıvı azot ile doğrudan soğutma yöntemi kullanılarak derin kriyojenik işlem uygulanan AISI 321 kalite paslanmaz çeliğin mekanik özellikleri incelenmiştir. Malzeme numunelerine -196 °C sıcaklıkta 24 saat, 36 saat ve 48 saat bekleme süresi ile kriyojenik işlem sonunda 450 °C sıcaklıkta temperleme işlemi uygulanmıştır. Bu işlemlere maruz kalan numuneler ile kontrol numunesine korozyon, aşındırma ve çekme-kopma deneyleri yapılmıştır. Bunun yanında kriyojenik işlem uygulanan ve korozyon deneyi yapılmış numune yüzeylerinin elektron mikroskobu ile 100x, 500x ve 1000x görüntüleri incelenmiştir. Kriyojenik işlem uygulanan numunelerin deney sonuçları ile kontrol numunesinin deney sonuçları karşılaştırıldığında korozyon ve aşındırma deney sonuçları beklenildiği şekilde iyi olmaktan ziyade malzemenin mekanik özelliklerini olumsuz etkilemiştir. Çekme-kopma deneyinde ise numunelerin mukavemetinde bir miktar iyileşme gözlemlenmiştir. Kriyojenik işlem uygulanan numuneler kontrollü bir şekilde olmadan aniden soğutulduğu için önceki çalışmalardan farklı sonuçlar elde edilmiştir. Elektronik mikroskop görüntüleri incelendiğinde aniden soğutma ile uygulanan kriyojenik işlemin numune yüzeyinde oluşturduğu etkilerin görsel analizi yapılmıştır. Bunlara bağlı olarak, son bölümde 321 kalite paslanmaz çelikte bu kriyojenik işlemin etkileri değerlendirilmekte ve bundan sonraki çalışmalarda nelere dikkat edilmesi gerektiğine yer verilmiştir.

Abstract:
In this study, the mechanical properties of AISI 321 quality stainless steel, which is deep cryogenically treated using liquid nitrogen direct cooling method, were investigated. The material samples were tempered at 450 °C at the end of the cryogenic treatment with 24 hours, 36 hours and 48 hours at a temperature of -196 °C. Corrosion, abrasion and tensile-rupture tests were performed on the samples exposed to these processes and the control sample. In addition, 100x, 500x and 1000x images of the cryogenically treated and corrosion-tested sample surfaces were examined by electron microscopy. When the test results of the cryogenically treated samples are compared with the test results of the control sample, the corrosion and abrasion test results have adversely affected the mechanical properties of the material rather than being good as expected. In the tensile-rupture test, some improvement was observed in the strength of the samples. Different results from previous studies were obtained, as cryogenically treated samples were abruptly cooled without a controlled manner. When the electronic microscope images were examined, a visual analysis of the effects of the cryogenic process applied with sudden cooling on the sample surface was made. Accordingly, in the last section, the effects of this cryogenic process on 321 grade stainless steel are evaluated and what should be considered in future studies is given.