Yapısal uygulamalar için geliştirilen modifiye 12 Cr ferritik paslanmaz çeliğinin özelikleri ve kaynak kabiliyeti
Weldability and properties of modified 12 Cr ferritic stainless steel for structural applications
Yazar: EMEL TABAN
Danışman: PROF.DR. ALFRED DHOOGE ; PROF.DR. ERDİNÇ KALUÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Kaynak kabiliyeti = Welding ability ; Kaynak yöntemleri = Welding methods ; Paslanmaz çelik = Stainless steel ; Yapı çeliği = Structural steel

Özet:
Modifiye edilmis X2CrNi12 paslanmaz çeliği, yapı çeliklerine alternatif olarakyapısal uygulamalarda kullanılmak üzere, kaynak kabiliyeti ve mekanik özelikleriniartırmak amacıyla düsük karbon (<0,015) ve arayer elementleri içerecek biçimdeçelik üreticisi tarafından gelistirilmis ve üretilmistir. Bu çalısmada, modifiye edilmisX2CrNi12 paslanmaz çeliğinin kaynak kabiliyeti; 6 mm, 12 mm, 20 mm ve 30 mmkalınlıklarında esas metaller çesitli tür ek kaynak metalleri ve GMAW, PAW, SMAW,SAW, FCAW, Lazer ve Hibrid (PAW+TIG) gibi alısılmıs ve yeni tür kaynakyöntemleri kullanılarak arastırılmıstır. Bu tür paslanmaz çeliğin yapısaluygulamalarda kullanımı düsüncesine bağlı olarak 12 mm ve 20 mm kalınlığındakiX2CrNi12 ve EN10025: S355 çeliği ile olusturulan farklı metal kaynaklı bağlantılarında performans ve özeliklerinin değerlendirilmesi planlanmıstır. Tüm bağlantılarınmekanik, darbe tokluğu, kırılma tokluğu, yorulma, mikroyapısal ve korozyonözelikleri göz önüne alınmıstır. Mekanik özelikler, çekme, eğme, Charpy çentikdarbe, CTOD kırılma tokluğu ve yorulma deneyleri ile belirlenmistir. Fraktograflar,makroyapı, SEM ve EDX analizleri ile görüntülenmis ve incelenmistir. Mikroyapısalincelemeler, metalografik incelemeleri, sertlik, tane boyutu ve ferrit miktarı analizlerikapsamaktadır. Atmosferik korozyon direnci ise tuz püskürtme ve blister deneyleriile belirlenmistir. Elde edilen tüm sonuçlara göre, modifiye X2CrNi12 paslanmazçeliği, yapısal uygulamalar için cazip özelikler sunacak biçimde ve ekonomikkosullar altında kaynak edilebilmis ve birçok kaynaklı bağlantıda -40°C ve hattadaha düsük sıcaklıklarda, yeterli IEB darbe tokluk değerlerinin elde edilebildiğibasarılı sonuçlara ulasılmıstır. Tokluk ve mikroyapı arasında da iliski belirlenmistir.Anahtar Kelimeler: paslanmaz çelik, yapı çeliği, kaynak kabiliyeti, kaynakteknolojisi, plazma ark kaynağı, lazer kaynağı, hibrid kaynak, mekanik özelikler,darbe tokluğu, CTOD kırılma tokluğu, yorulma davranısı, korozyon.

Abstract:
Modified X2CrNi12 stainless steel was developed and produced by thesteel producer with low carbon content (<0,015) and interstital levels to increase theweldability and mechanical properties and to widen the use of the steel for structuralapplications as an alternative to structural steels. In this study, modified X2CrNi12stainless steel was used. The weldability of this stainless steel was investigatedusing conventional and innovative welding processes such as GMAW, PAW,SMAW, SAW, FCAW, Laser and Hybrid (PAW+TIG). This was done with varioustypes of filler metals on various thicknesses such as 6 mm, 12 mm, 20 mm and 30mm. Due to the idea of using this modified stainless steel for structural applications,it was planned to evaluate the performance and properties of dissimilar weldedjoints of X2CrNi12 and EN10025: S355 steel. Mechanical, impact toughness,fracture toughness, fatigue, microstructural and corrosion properties of the weldedjoints are considered. Mechanical testing of the similar and dissimilar joints ofX2CrNi12 and S355 steels was done by means of transverse and longitudinaltensile, bend, Charpy impact toughness, CTOD fracture toughness and fatiguetests. Fractographs were examined with LOM, SEM and EDX analysis.Microstructural examination was carried out including metallography, hardness,grain size analysis and ferrite content analysis. Salt spray corrosion and blister testswere realized on the samples of welded plates. Joining of this modified stainlesssteel can be accomplished by welding under economical conditions producingweldments with attractive properties for use in structural applications. Successfulresults were obtained such as various welds though have proven that adequate heataffected zone impact properties are achievable down to -40°C or even lower. Acorrelation between toughness and microstructure was also determined.Keywords: stainless steel, structural steel, weldability, welding, plasma arc welding,laser welding, hybrid welding, mechanical properties, impact toughness, CTODfracture toughness, fatigue behavior, corrosion.