Karbon katkılı alaşımlı demir tozu peletlerinin sinterleme sonrası özellikleri
Sintered properties of carbon added prealloyed iron powder compacts
Yazar: ŞENOL ÇETİNKAYA
Danışman: PROF.DR. ENVER OKTAY
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
ÖZETKARBON KATKILI ALAŞIMLI DEMİR TOZUPELETLERİNİN SİNTERLEME SONRASI ÖZELLİKLERİGünümüzde kompleks şekilli çeşitli metal malzemeler, metal tozlarının preslenmesi vedaha sonra koruyucu ve indirgeyici bir atmosferde sinterlenmesi ile üretilmektedir.Sinterlenmiş malzemelerin ve üretim proseslerinin kalitesi yükseldikçe toz metalurjisiile üretim yöntemi bir çok alanda döküm ve haddeleme gibi üretim yöntemlerinin yerinialmaktadır. Toz metalurjisinin en önemli kademesi ise, sinterleme prosesidir. Hamyoğunluk, malzeme bileşimi, metal tozların boyutu, sinterleme atmosferi, sıcaklık, süreve ısıtma hızı sinterleme hızını etkileyen parametrelerdir.Sinterlenmiş malzemelerin mekanik özelliklerinin geliştirilmesi için önalaşımlandırılmış demir tozu kullanımı, alaşımsız demir tozu kullanımına göre etkili birseçenek olarak ortaya çıkmaktadır. Alaşımlı malzemeler, saf metal malzemelere göredaha yüksek sertlik ve mukavemet göstermektedir. Bu da malzemelerin uygulamaalanını genişletmektedir.Bu çalışmada Distaloy AB, Astaloy Mo ve Distaloy AE ticari isimli üç farklıbileşimdeki ön alaşımlı demir tozuna % 1'e kadar (% 0,2, % 0,4 % 0,6, % 0,8, % 1)farklı oranlarda karbon ilave edilerek karbon katkısının sinterleme sonrası fiziksel vemekanik özelliklere etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla değişik oranlarda karbon içeren önalaşımlı demir tozu karışımları hazırlanmış ve hazırlanan toz karışımlar çelik kalıpta çiftyönlü preslenerek yaklaşık 7 g.cm-3 yoğunluğunda silindirik ham peletler (hamnumuneler) üretilmiştir. Üretilen ham numuneler parçalanmış amonyak atmosferinde,1393 K sıcaklıkta ve 25 dakika sürede sinterlenmiştir. Sinterleme sonrası numunelerinfiziksel ve mekanik özellikleri tespit edilip metalografik çalışmaları yapılmış vemikroyapı-mukavemet ilişkisi ortaya konulmuştur. Artan karbon miktarı ile birlikteperlitik ve beynitik yapının oluşması sonucu üretilen numunelerin sertlik ve mukavemetdeğerlerinde artışlar gerçekleşmiştir. Distaloy AB, Astaloy Mo ve Distaloy AEtozlarından ürtetilen numunelerin sertliklerinde sırasıyla % 30, % 9, % 35; akmamukavemetlerinde sırasıyla % 98, % 36, % 48'lere varan artışlar gerçekleşmiştir.Ultrasonik yöntem kullanılarak her üç toz grubundan üretilen numunelerin elastisitemodülü 131 GPa, kayma modülü 52 GPa, sıkıştırma modülü 162 GPa ve Poisson oranı0,27 olarak tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular mevcut literatür sonuçları ilekarşılaştırılarak tartışılmıştır.ix

Abstract:
SUMMARYSINTERED PROPERTIES OF CARBON ADDEDPREALLOYED IRON POWDER COMPACTSToday, complex shaped metal materials are produced by pressing the metal powdersand sintering them under protective and reductive atmosphere. As the process and thequality of sintered materials increased, metal powders started to replace casted androlled parts in many applications. The most important step in powder metallurgy is thesintering process. Green density, composition, particle size, sintering atmosphere,temperature, time and heating rate are the main parameters that affect sintering process.To improve the mechanical properties of sintered materials, pre-alloyed iron powdersare preferred to unalloyed iron powders. Undoubtedly, alloyed materials have higherhardness and strength compare to pure metal materials. This helps to expand theapplication area of the materials.In this study, commercially available pre-alloyed iron powders named Distaloy AB,Astaloy Mo and Distaloy AE were used. 0,2%, 0,4% 0,6% 0,8%, 1% carbon was addedto these powders and the physical and mechanical properties of sintered specimens wereinvestigated. The prepared powder mixtures were pressed to produce green compactswith density of around 7 g.cm-3. These compacts were sintered at 1393 K for 25 minutesunder cracked ammonia atmosphere. After sintering physical and mechanical propertiesof specimens were determined and metallographic examinations of sintered specimenswere done and the relationship between microstructure and strength was brought up. Asthe carbon content increased, formation of pearlite and bainite phasesenhanced. Consequently, hardness and strength values of the produced specimensincreased. The increase in the hardness of specimens produced from Distaloy AB,Astaloy Mo and Distaloy AE powders was up to 30%, 9% and 35% respectively. Theincrease in the yield strength of the same specimens was up to 98%, 36% and 48%respectively. The ultrasonic method was used to measure elastic modulus, shearmodulus, compression modulus and Poisson ratio of specimens produced from threegroups of powders; and the results were found to be 131 GPa, 52 GPa, 162 GPa and0,27, respectively. The obtained results were compared with the literature and resultswere discussed accordingly.x