Rulman çeliklerinde tam ve kısmi östenitlemenin karbür oluşumuna etkisinin incelenmesi
Investigation of effect of full and partial austenitization on carbide formation in bearing steels
Yazar: AHMET EFE GEZMİŞOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. ERSOY ERİŞİR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Sayısal görüntü analizi = Digital image analysis

Özet:
100Cr6 çeliği sıklıkla kullanılan bir rulman malzemesidir. Kullanım koşulları altında Hertz gerilmelerine maruz kalan rulmanların yorulma dayanımının yüksek olması beklenmektedir. Endüstriyel üretim sürecinin bir parçası olarak küreselleştirme tavlaması uygulanan rulmanlar çift faz alanında östenitleme sonrası su verilerek sertleştirildiğinde kaba küresel karbürler yapıda kalmaktadır. Kaba karbürlerin çatlak çekirdeklenmesi/ilerlemesi için uygun yöreler olduğu ve yorulma dayanımını kötü yönde etkilediği bilinmektedir. Karbür boyut dağılımının iyileştirilebilmesi için östenitleme sırasında karbür çözünme ve çökelme kinetiğinin anlaşılması önemlidir. Farklı parametrelerle gerçekleştirilen östenitleme ısıl işlemi sonrasında taramalı elektron mikroskobunda alınan görüntüler üzerinden yapılan görüntü analiz çalışmalarıyla karbür hacim oranı belirlenmiştir. DICTRA yazılımı kullanılarak oluşturulan modelde değişen süre ile karbür hacim oranı öngörülmeye çalışılmış ve deneysel verilerle uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Çift aşamalı sertleştirme işleminin etkisinin araştırılabilmesi için dilatometre deneyleri gerçekleştirilmiştir. Dilatometre analiz sonuçlarına göre çift aşamalı işlem karbür oluşum kinetiğini değiştirmektedir. Dilatometre deneyleri sonrasında elde edilen mikroyapılar görüntü analiz yöntemleriyle incelendiğinde geleneksel çevrime kıyasla yeni ısıl işlem çevrimi ile daha ince karbür boyut dağılımı elde edildiği görülmüştür.

Abstract:
100Cr6 steel is a widely used material for bearing applications. Bearings are expected to have high fatigue strength due to Hertzian stresses exposed throughout service life. Industrial production cycle includes intercritical austenitization and water quenching after spheroidization. This cycle result with coarse globular carbides in martensitic matrix. It is known that coarse carbides are suitable regions for crack nucleation and propagation which adversely affects the fatigue strength. In order to refine the carbides and their distribution, it is important to understand the kinetics of carbide precipitation and dissolution during the austenitization. The carbide volume ratio was determined by image analysis studies performed on SEM micrographs after austenitization with different parameters. A DICTRA model was established to predict carbide volume ratio with varying austenitization time and temperature. Compatible results were obtained between experimental and computational methods. Dilatometry experiments were carried out to investigate the effect of the two-step hardening. Dilatometry studies showed a different carbide precipitation mechanism during two-step hardening cycle. Microstructures obtained after the dilatometry experiments were examined by image analysis methods, it was observed that the finer carbide size distribution was obtained by the new heat treatment cycle compared to the conventional cycle.