Termomekanik haddeleme ile S700MC kalite çeliklerin üretimi ve üretim parametrelerinin mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Investigation of production parameters on mechanical properties of thermo-mechanical rolled S700MC steels
Yazar: EMRE ULAŞTI
Danışman: PROF. DR. CÜNEYT ARSLAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Metalurjisi ve Teknolojileri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Mikroalaşımlı çelik = Microalloyed steel ; Sıcak haddeleme = Hot rolling ; Termomekanik işlem = Thermomechanical treatment

Özet:
Yaygın kullanım alanlarına sahip çeliklerden beklenilen özellikler teknolojinin gelişimi ile birlikte artmaktadır. Bu beklentilerin karşılanmasına yönelik yeni nesil çelik kalitelerinin geliştirilmesi üzerine araştırmalar yapılmaktadır. Yeni nesil çelik kalitelerinin geliştirilmesinde çelik tüketiminde önemli bir paya sahip olan otomotiv sektörü itici güç konumunda bulunmaktadır. Güvenliğin ön planda olduğu otomotiv sektörü için mukavemetten kayıp vermeden ağırlık azaltma hedefine, çelik sektöründeki çalışmalar ile ulaşılabilinmektedir. Otomotiv firmaları ilave ağırlık eklemeden kazalara karşı güvenliği arttırmak için yüksek dayanıma sahip çeliklere yönelmekte olup birim ağırlık için daha yüksek mukavemet özelliklerine sahip yeni nesil çelikler ile bu parçaların üretimi giderek daha büyük önem kazanmaktadır.
Çelik endüstrisi bu talepler doğrultusunda ileri yüksek mukavemetli çelik (AHSS) geliştirmelerine yönelmektedir. AHSS sadece yüksek dayanımları ve maliyetlerinden dolayı değil üretimleri sırasındaki düşük karbon salınımları nedeniyle de tercih edilmektedir. Farklı çelik gruplarını bünyesinde barındırmakta olan AHSS özellikle otomotiv sektörünün ihtiyacı olan farklı yüzde uzama ve mukavemet değerlerine göre yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelikler (HSLA), çift fazlı çelikler (DP – Dual Phase), kompleks fazlı çelikler (CP – Complex Phase), dönüşüm etkili plastisite çelikleri (TRIP – Transformation Induced Plasticity), martenzit çelikleri (MS – Martensitic Steel) olarak gruplandırılmaktadır. AHSS üretiminde haddeleme sıcaklığı, termomekanik haddeleme, soğutma rejimi ve alaşım elementleri birer parametre olarak kullanılmaktadır.
İlk ticari HSLA çelik kaliteleri 1970'lerde ortaya çıkmıştır. HSLA çelikleri termomekanik haddelemenin en çok kullanıldığı çelikler olup üzerinde yapılan araştırmalar halen devam etmektedir. HSLA çelikleri küçük tane boyutu ve düşük karbon oranları sayesinde yüksek çentikli darbe değerine sahiptir. Mikro yapı içerisinde karbür yapılarının çok küçük taneler halinde çökelmesinin sonucu olarak mukavemetin artması için Nb, Ti ve V alaşım elementleri eklenmektedir. HSLA çelikleri otomobil, kamyon, vinç, köprü gibi yüksek mukavemete ya da iyi bir mukavemet/ağırlık oranına sahip olması gereken taşıt ve yapılarda kullanılmaktadır. HSLA çelikleri kendi içerisinde mikro yapı, kimyasal kompozisyon ve kullanım alanına göre farklı şekillerde sınıflandırılabilmekte olup, bu kategoriler birbirlerinden çok farklı değillerdir, yaygın olarak gruplandırılan, mikro alaşımlı çeliklerdir.
Mikro alaşımlı çelikler, çökelti sertleşmesi, tane boyutu küçültme ve dönüşüm sıcaklığı kontrolüne yönelik Nb, Ti, V içermektedir. Isıl işlemsiz 500 ila 750 MPa arasında akma mukavemetine sahiptirler. 
Bu çalışmada minimum 700 MPa akma mukavemetine sahip EN 10149 standardına uygun S700MC çeliklerin termomekanik haddeleme yöntemi ile üretilmesi, malzemelerin üretimi sırasında haddeleme ve duşlu masada uygulanan soğutma parametrelerinin mekanik özelliklere ve mikro yapıya etkisi incelenmiştir.

Abstract:
With the development of technology, the properties expected from steel, which has widespread using areas, are increasing. Research on the development of new generation steel grades is being carried out to meet these expectations. In the development of new steel qualities, the automotive sector, which has a significant share in steel consumption, acts as a driving force. For the automotive sector, where safety is the front line, the goal of weight reduction without loss of strength can be achieved through developments in the steel industry. Automotive producers are turning to high-strength steels to increase safety against accidents without adding additional weight. Production of these parts is becoming increasingly important with new generation steels with higher strength values per unit weight.
The steel industry is heading towards the development of advanced high strength steel (AHSS) in the direction of these demands. AHSS is preferred not only because of its high strength but also because of its low carbon emissions during its production. AHSS are classified as high strength low alloy steels, dual phase steels, complex phase steels, transformation induced plasticity steels and martensitic steels according to the different percent elongation and strength values required by the automotive industry. Rolling temperature, thermomechanical rolling, cooling regime and alloy elements are used as parameters in AHSS production.
The first commercial HSLA steel qualities were developed in the 1970s. HSLA steels are the most commonly used steels for thermomechanical rolling, and research on them is still ongoing. HSLA steels have high notched impact due to small grain size and low carbon ratios. Nb, Ti and V alloying elements are added to increase strength as a result of precipitation carbide structures in very small particles in the microstructure. HSLA steels are used in vehicles and structures which must have high strength or a good strength / weight ratio. HSLA steels can be classified in different forms depending on their microstructure, chemical composition and usage area. These categories are not very different from each other and the most common ones are micro alloy steels.
Micro-alloy steels contain Nb, Ti, V for precipitation hardening, grain size reduction and conversion temperature control. Micro-alloy steels have a yield strength of 500 to 750 MPa without heat treatment.
In this work, S700MC steels with a yield strength of at least 700 MPa according to 
EN 10149 were produced by thermomechanical rolling. Mechanical properties and microstructural effects of rolling and cooling parameters were investigated.