Kesici takım geometrisinin paslanmaz çelik malzemelerin işlenebilirliğine ve yüzey bütünlüğüne etkisinin incelenmesi
Examination of the effect of cutting tool geometry on the machinability and surface integrity of stainless steel materials
Yazar: AKİF FURKAN YARATAN
Danışman: PROF. DR. YUSUF KAYNAK
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Kesici takımlar = Cutting tools ; Metal kesme = Metal cutting ; Çelik malzemeler = Steel materials ; İleri imalat teknolojisi =

Özet:
Östenit paslanmaz çeliklerden daha yüksek mukavemete, ferritik paslanmaz çeliklerden daha yüksek tokluğa ve gerilme korozyonu çatlamasına karşı daha yüksek dirence sahip olan dubleks paslanmaz çelikler, petrokimya ve nükleer endüstrisinde, klorür içeren sulu çözeltili uygulamalarda ve açık deniz teknolojilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yaklaşık olarak eşit miktarda ferrit ve östenit içeren bu alaşımlar, aynı zamanda farklı kullanım alanlarında istenen çeşitli özellikler nedeniyle farklı alaşım elementleri de içerirler. Bu alaşım elementlerinin eklenmesiyle mekaniksel özelliklerin ve korozyon direncinin iyileştirilmesi hedeflenirken, kaçınılmaz bir dezavantajı beraberinde getirebilirler. Bu dezavantaj, alaşımların işlenebilirliğini azaltırken, işleme sırasında oluşan yüksek sıcaklıklarla beraber malzemenin daha da sünekleşmesine ya da tokluk ve korozyon direnci kaybına yol açabilir. Östenit yapıcı yüksek nitrojen içeriği dubleks paslanmaz çelik alaşımlarının işlenebilirliğini zorlaştırmak eğilimindedir. Aynı zamanda ferrit faz yapısının varlığı, dubleks paslanmaz çeliklerin sünek bir kırılgan geçiş sıcaklığına sahip olmasına yol açar. Kesici takım, dubleks yapının östenit ve ferrit taneleri arasında değişeceğinden, işleme sırasında kesici takım üzerinde çatlak başlatma eğilimine neden olur. Bununla beraber yüksek işleme sertliğine sahip olan bu alaşımlar, kesici takımın hızla aşınmasına yol açar. Kesici takımda meydana gelen değişimler ise, iş parçasının geometrik toleranslarına, yüzey pürüzlülüğüne, üretim verimliliğine ve hurda oranına etki etmektedir. Bu nedenlerden dolayı, bu çalışmada X2CrNiMoN22-5-3 dubleks paslanmaz çelik alaşım malzemesinin delinmesi esnasında, kesme parametrelerinin ve kesici takım geometrisinin, kesme kuvvetlerine, takım aşınmasına, talaş kırılabilirliğine ve iş parçasının kalite bileşenlerine etkisinin incelenmesi planlanmaktadır.

Abstract:
Withal higher strength than austenitic stainless steel, higher toughness than ferritic stainless steel, and higher resistance to stress corrosion cracking, duplex stainless steel alloys are widely used in the petrochemical and nuclear industry, in an application which aqueous solution containing chloride, and in offshore technologies. Duplex stainless steel alloys contain different alloying elements due to the various properties desired under different working conditions, which combine approximately equal amounts of ferrite and austenite. It is aimed to improve the mechanical properties and corrosion resistance with the addition of these alloying elements, but they may bring an inevitable disadvantage. While reducing the machinability of the alloys, at the same time this disadvantage can lead to further ductility of the material or loss of toughness and corrosion resistance with the high temperatures that occur during machining. The austenitic high nitrogen content tends to complicate the machinability of duplex stainless steel alloys. And, the presence of ferrite phase structure causes duplex stainless steels to have a ductile-brittle transition temperature. The cutting tool tends to initiate cracks on the cutting tool during machining as the duplex structure will vary between austenite and ferrite grains. However, these alloys with high machining hardness cause rapid wear of the cutting tool. Changes in the cutting tool affect the workpiece's geometric tolerances, surface roughness, production efficiency, and scrap rate. For these reasons, this study is aimed to examine the effects of cutting parameters and cutting tool geometry on cutting forces, tool wear, chip breakability, and quality components of the workpiece during the drilling of X2CrNiMoN22-5-3 duplex stainless steel alloy material.