Isıl işlem parametrelerinin bor katkılı östenitik çelik üzerine etkisi
The effect of heat treatment parameters on boron added austenitic steel
Yazar: ERSEL AYDIN
Danışman: PROF. DR. M. KELAMİ ŞEŞEN ; YRD. DOÇ. DR. C. FAHİR ARISOY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Metalurjisi ve Teknolojileri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, ısıl işlem parametrelerinin bor katkılı östenitik çelik üzerineetkisini incelemektir. Non-manyetik yapıda olan östenitik çelikler oda sıcaklığındayüzey hacimli kristal yapısında olup yüksek mukavemet ve sertlik, kırılma tokluğuve yüksek korozyon direncine sahiptir. Manyetik olmama özelliğinden dolayıelektrik üretiminde kullanılan jeneratör, türbin gibi cihazların yapımında ve ayrıcasavunma sanayiinde kullanılabilmektedir.Deneysel çalışmada kullanılan östenitik çelik içerisinde bulunan molibden ve kromelementleri karbür yapıcı elementlerdir. Bor elementi ise borür yapıcı elementtir.Çalışmada östenitik çelik içerisinde bulunan karbür yapıları ve dönüşümleriincelenmiştir. Yapıda döküm halinden gelen ağ şeklinde ötektik karbürlerbulunmaktadır. Östenitik çeliği kırılgan hale getiren ağ şeklindeki karbürlerinmorfolojisini değiştirmek ve yapı içerisine homojen şekilde dağıtmak için belirlenensıcaklık ve sürelerde ısıl işlemler yapılmıştır.Bilindiği üzere östenitik çeliklerin mukavemet artışı katı eriyik sertleşmesi, çökeltisertleşmesi ve deformasyon işlemleri ile artmaktadır. Çökelti sertleşmesi östenitikçeliklerin sertlik ve mukavemetini arttırmak için en etkili yöntemlerden birisidir.Uygulanan ısıl işlemlerin ardından 550 °C, 600 °C ve 700 °C'de yapılan yaşlandırmaişlemleri ile karbür çökeltileri elde edilmeye çalışılmıştır ve 800 °C'de yapılanyaşlandırma işlemi ile borür çökeltileri elde edilmeye çalışılmıştır.Yapılan ısıl işlem ve yaşlandırma proseslerinin ardından sertlik değerleri ölçülereköstenitik çelikteki değişimler takip edilmeye çalışılmıştır. Yapılan ısıl işlemlerinsonrasında ağ şeklindeki karbürler küresel morfolojiye dönüşüp östenit fazındaçözünmektedir. Yaşlandırma işlemlerinin ardından karbür ve borür çökeltilerioluşmaktadır. Yapılan ısıl işlem ve yaşlandırma işlemlerinin sonrasında östenitikçeliğin tokluğunu belirlemek için çentik darbe testi yapılmıştır.Karakterizasyon işlemleri için ışık mikroskobu, SEM ve TEM cihazlarıkullanılmıştır.

Abstract:
The aim of this study is searching out the effect of heat treatment parameters onboron added austenitic steel. The austenitic steels which are non-magneticalstructured have face centered lattice at room temperature, high strength and hardness.They also have high fracture toughness and corrision ressistance. Due to their non ?magnetical properties, austenitic steels can be used as a generator in electricityproduction and defence industry.The molybdenium and chromium found in austenitic steel are the carbide formingelements and boron is boride forming element. During the study, carbide structuresand their transformations were investigated in austenitic steel. There are someeutectic carbide networks which are forming during casting. The heat treatmentswere applied for changing the morphology of carbides and disturbing the carbidesnetworks that made the austenitic steel brittle.It is well known fact that the increasing of hardness and strenght value might beprovide by solid solutions, precipitation hardness and deformation mechanism inaustenitic steel. The precipitation hardnening is one of the most important method ofthe increasing hardness and strenght in austenitic steel. After the heat treatment,carbide precipitations were carried out by aging at 550 °C and 700 °C and borideprecipitations were carried out by aging at 800 °C.After the heat treatment and aging process, to investigate the changings in austeniticsteel hardness test were carried out. After the heat treatment process, networkcarbides transformed into the global morphology and dissolved in austenite phase.Carbide and boride precipitate are formed by aging process. Charpy V-Notch ImpactTest is applied for the determination of toughness value after the heat treatment andaging process.Light microscopy, scanning electron microscopy and transmission electronmicroscopy were utilized for charactarising austenitic steel.