Demir çelik entegre sinter tesisleri palet yan duvarlarında oluşan çatlak hasarının incelenmesi
Investigation of crack damage on pallet side walls of integrated iron and steel sinter facilities
Yazar: SEVDENUR BOSTANCI
Danışman: PROF. DR. BİLGE DEMİR
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Sinter = Sinter ; Termal gerilme = Thermal stress ; Termal iletkenlik = Thermal conductivity ; Çatlak = Crack

Özet:
Bu çalışmada, Kardemir A.Ş Sinter Tesislerinde kullanılan AISI 4140 ve 17CrMo5.5 kalitesindeki palet duvarlarında meydana gelen çatlak hasarının incelenmesi ile hasar nedeniyle makinede oluşan verimsizliğin giderilebilirliği araştırılmıştır. Yan duvarların çatlaması, sinter üretimini etkileyen hava sızıntısı nedeniyle emiş kaybı dışında çatlamış bileşenlerin değiştirilmesinden dolayı büyük maliyetlere de neden olmaktadır. Bu kapsamda hasar oluşumunu minumuma inderecek alternatif malzemelerin belirlenmesi de öngürülmüştür. Mevcutta palet yan duvarları AISI 4140 ve 17CrMo5.5 çelikler olmak üzere iki farklı malzemeden döküm yolu ile üretilmektedir. Çalışma metodolijisi, kullanılmış ve hasara uğramış AISI 4140 ve 17CrMo5.5 çelikleri palet yan duvarı parçaları ve hem de AISI 4140 çeliğinden döküm yolu ile üretilmiş ve kullanılmamış parçalarının hasar analizi yöntemleri ile incelenmesi esasına dayandırılmıştır. Palet yan duvarları hasarı sonuç olarak çatlak ile sonuçlanan hasarlardır. Deneysel olarak; çekme, darbe ve mikroyapı görüntü analizi çalışmaları yapılmıştır. Mikroyapı analiz sonuçlarıda, mikroyayapıda mevcut perlit yapı miktarının yoğunluğunun fazlalığının etkinliği gözlenmiştir. Sonuç olarak, perlit yapının hacim oranının ferrite oranla daha fazla olması ısıl iletkenliği bozarak ısıl stres miktarının artmasına neden olduğu değerlendirilmektedir. İlgili literatürden de anlaşıldığı üzere yüksek sıcaklık uygulamalarında yüksek ferrit matrisi tercih edildiği görülmektedir. Yüksek ferrit matris sade, düşük karbonlu çelikler ile sağlanabilir.

Abstract:
In this study, by examining the crack damage on the pallet walls of AISI 4140 and 17CrMo5.5 quality used in Kardemir A.Ş Sinter Facilities, the inefficiency of the machine due to the damage was investigated. Cracking of the side walls also causes high costs due to replacing cracked components, apart from the loss of suction due to air leakage affecting sinter production. It is also envisaged to identify alternative materials that minimize damage in this context. By casting, pallet side walls are currently produced from two different materials, AISI 4140 and 17CrMo5,5 steels. The working methodology is based on the analysis of used and damaged AISI 4140 and 17CrMo5,5 pallet sidewall parts and the unused parts produced by casting from AISI 4140 steel damage analysis methods. Pallet sidewalls damage is those that ultimately result in cracks. Experimentally, tensile, impact, and microstructure image analysis studies were carried out. In the microstructure analysis results, the excess density of the perlite structure present in the microstructure was observed. As a result, it is evaluated that the volume ratio of the perlite structure is higher than that of ferrite. The higher volume ratio of the perlite structure than ferrite can cause an increase in the amount of thermal stress by disrupting the thermal conductivity. As it can be understood from the relevant literature, it is seen that high ferrite matrix is preferred in high-temperature applications. High ferrite matrix plain low carbon steels can be provided.