Dubleks paslanmaz çelikte oluşan sigma ve chi fazlarının oluşum mekanizmalarının farklı ısıl işlem parametreleriyle saptanması
Determiniation of the formation mechanisim of sigma and chi phases with the different heat treatment parameters in duplex stainless steel
Yazar: SEVİLAY AKPINAR
Danışman: PROF. DR. AHMET KARAASLAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Dubleks paslanmaz çelikler, mikroyapılarında yaklaşık eşit miktarlarda ferrit ve östenit fazlarını bulunduran, yüksek alaşım elementi içerikleri sayesinde üstün mekanik özelliklere ve korozyon dayanımına sahip olan malzemelerdir. Sergiledikleri yüksek mekanik özellikler ve korozyon dayanımı sayesinde gemicilik ve petrokimya sektörleri ile boru hatlarında yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Dubleks paslanmaz çelikler yüksek krom ve nikel içeriğine sahip malzemelerdir. 
Dubleks paslanmaz çeliklerde karşılaşılan en önemli sorunlardan biri, malzemeye giren ısıya bağlı olarak oluşan ikincil fazlar olup; bunların en tipik olanları σ ve χ fazlarıdır. Bu fazlar, 450-950 ˚C arasındaki sıcaklıklarda oluşur ve malzemenin korozyon dayanımı ile mekanik özelliklerini olumsuz etkiler. Ayrıca σ ve χ fazlarının oluşumu sırasında ferrit yapısı içerisinde ikincil östenit oluşumu da görülür. İkincil östenit oluşumu ile yapıda istenen ferrit-östenit miktarı değişir. Oluşan fazların giderilmesi ya da malzeme özellikleri üzerinde oluşan olumsuz etkilerin ortadan kaldırılması ısıl işlemler ile mümkün olmaktadır.
Bu çalışmada, SAF 2205 dubleks paslanmaz çeliğe ait ısıl işlem haritası çıkartılmıştır. Çalışmanın kapsamında çelikte oluşan ikincil fazların, oluşum sıcaklık şartları, ısıtma ve soğutma ortamlarının etkileri ve bunların sonucunda oluşan bu ikincil fazların dağılım ve büyüklüklerinin mekanik ve korozyon özelliklerine etkilerinin incelenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla dubleks paslanmaz çeliğe farklı sıcaklık ve farklı sürelerde çözme, yaşlandırma ve izotermal yaşlandırma ısıl işlemleri uygulanmıştır.

Abstract:
Duplex stainless steels that have approximately equal amount of ferrite and austenite in the microstructure and have good mechanical and corrosion properties with higher alloying elements content. Duplex steels are widely used in piping, chemical and offshore industries because of their higher mechanical and corrosion properties. Duplex stainless steels have great amount of Nickel and Chrome content.
One of the most important problem that encountered in the duplex stainless steel is formed secondary phases (most tpycally of these are σ and χ phases) during the heat treatments. These phases occur between 450-950 ˚C and comprising of σ and χ phases are dramatically deteriorated mechanical properties and corrosion resistance. Moreover, secondary austenite can occur during the comprising of σ and χ phases and desired austenite and ferrite fractions cannot be provide with secondary austenite formation. Elimination of σ and χ phases or minimizing the negative effects of σ and χ phases on the properties of alloy can be provided by heat treatments. 
In this study, heat treatment map of SAF 2205 duplex stainless steel was created. Aim of this study is to investigate the temperatures conditions of formation of secondary phases, effects of the heating and cooling mediums and lastly effects of distributions and sizes of secondary phases on mechanical properties and corrosion resistance. For this purpose, solution, aging and isothermal aging heat treatments were applied with different temperatures and times to the duplex stainless steel.