Kriyojenik işlemin AM355 paslanmaz çeliğinin aşınma özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Investigation on effect of cryogenic treatment on wear properties of AM355 stainless steel
Yazar: ANIL UZER
Danışman: PROF. DR. HAKAN GAŞAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Kriyojenik yöntem = Cryogenic method ; Paslanmaz çelik = Stainless steel ; Yüzey aşınması = Surface wear

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, AM355 paslanmaz çelik malzemesine farklı bekletme sürelerinde kriyojenik işlem uygulanmış ve bu uygulamanın, malzemenin aşınma davranışına olan etkileri incelenmiştir. Kriyojenik işlem uygulaması 12, 24 ve 36 saat olarak -196°C'de gerçekleştirilmiştir. Elde edilen numuneler 2 gruba ayrılarak; birinci grup oda sıcaklığı aşınma testine ve ikinci grup ise 400 °C'de yüksek sıcaklık aşınma testine tabii  tutulmuştur. Aşınma testleri WC aşındırıcı bilya kullanılarak; 2 N yük, 500 mm/dk hız parametreleri ile 50 m mesafe baz alınarak gerçekleştirilmiştir. Numunelerin karakterize edilmesi için mikroyapı, 150 kg yük ile HRc skalasında makro sertlik ve X Işını Difraktometresi (XRD) ile faz analizi yapılmıştır. Aşınma testleri sonrasında aşınma yüzeyinin karakteristiğinin anlaşılması için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve 3 boyutlu yüzey profilometresi ile aşınma izinin yüzey topografyası çıkarılmıştır. Tez çalışmasında endüstriyel alanda yaygın kullanıma sahip olan AM355 paslanmaz çelik malzemesinin aşınma davranışlarının incelenmesi amaçlanmıştır. Elde edilen bulgular doğrultusunda; kriyojenik işlem süresinin artması ile birlikte malzeme yapısında bulunan kalıntı östenit miktarının azaldığı ve martenzit miktarının arttığı gözlemlenmiştir. Artan martenzit miktarına bağlı olarak malzemenin makro sertlik değerinin arttığı ve aşınma testleri sonucunda; artan kriyojenik işlem süresi ile birlikte malzemenin aşınma özelliklerinin iyileştiği gözlemlenmiştir.

Abstract:
Within the scope of this thesis, AM355 stainless steel material was cryogenically treated at different soaking times and the effects of this application on the wear behavior of the material were investigated. Cryogenic treatment was carried out at -196 °C for 12, 24 and 36 hours, respectively. The samples obtained were divided into 2 groups; the first group was subjected to the room temperature abrasion test and the second group was subjected to the high temperature abrasion test at 400 °C. Abrasion tests carried out while using WC abrasive ball with the 2 N load and 500 mm/min speed until achieved 50 m distance. To characterize the samples; microstructure, macrohardness in HRc scale with 150 kg load and phase analysis by X-Ray Diffractometry (XRD) were performed. In order to understand the characteristics of the wear surface, was examined with Scanning Electron Microscope (SEM) and the surface topography of the wear scar was extracted with a 3D surface profilometer. In this thesis, it is aimed to examine the wear behavior of AM355 stainless steel material, which is widely used in the industrial applications. In line with the findings; It was observed that the amount of retained austenite in the material structure decreased and the amount of martensite increased while cryogenic soaking time increasing. Depending on the increasing amount of martensite, the macro hardness of the material increased and as a result of the abrasion tests; it was observed that the wear properties of the material improved with increasing cryogenic soaking time.