Düşük karbonlu mikro alaşımlı çeliklerin sertlik ve mikro yapıları üzerine soğuma hızının etkisi
Effect of cooling rate on the microstructure and hardness of low carbon microalloyed steels
Yazar: CİHAN EKİNCİ
Danışman: PROF. DR. NAZIM UÇAR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Isıl işlem = Heat treatment ; Mikrosertlik = Microhardness ; Mikroyapı = Microstructure ; Soğuma hızı = Cooling rate

Özet:
Bu çalışmada, iki farklı karbon içeriğine sahip düşük karbonlu mikro alaşımlı çeliklerin mikro yapı ve mikro sertlikleri üzerine ısıl işlem ve soğuma hızının etkisi araştırılmıştır. Bu amaç için çeliklere öncelikle 400 ºC'de 4 saat bekleme, 800 ºC'de 4 saat bekleme ve 1000 ºC'de hemen şeklinde üç farklı ısıl işlem ve takiben fırında, havada, suda ve sıvı azotta soğutma şeklinde dört farklı soğuma hızı uygulanmıştır. İşlemler sonucunda çelikler üzerinden optik analizler ile mikro yapıdaki değişiklikler araştırılarak soğuma hızının mikro yapıya etkisi belirlenmiştir. Diğer yandan numuneler uygun ebatlarda kesilmiş, kalıplanmış ve mikro sertlik değerleri ölçülmüştür. Yapılan optik incelemeler ve hesaplamalar sonucunda elde edilen sertlik değerleri ile soğuma hızları ve mikro yapılar arasında bir ilişkinin varlığı saptanmıştır. Buna göre 1000 ºC'de hemen soğutulan çeliklerde artan soğuma hızıyla birlikte mikro sertlik değerlerinin de arttığı gözlenmiştir. 800 ºC'de 4 saat bekletme ısıl işleminde ise tamamen östenitleştirme gerçekleşmediği ve yapıda bulunan ferritin dönüşüme uğramadan yapıda kalmasıyla mikro sertliklerde azalma görülmüştür. Diğer yandan karbon oranı farklı olsa da bu çalışmada kullanılan çeliklerin 400 ºC'de 4 saat bekletme şeklinde yapılan ısıl işlem sonunda soğutulmaları durumunda mikro yapıları soğuma hızından fazla etkilenmemiş, dolayısıyla mikro sertliklerinde bir değişim gözlenememiştir.

Abstract:
In this study, the effect of cooling rate and heat treatment on the microstructure and microhardness of low carbon microalloyed steels with two different carbon contents were investigated. For this purpose, at first the steels were subjected to three different heat treatments (held at 400 ºC for 4 hours, held at 800 ºC for 4 hours and momentarily held at 1000 ºC) followed by four different cooling rates in a furnace, air, water and liquid nitrogen. As a result of the treatments, the effect of cooling rate on the microstructure was determined by evaluating microstructural changes by optical analysis. On the other hand, samples were cut in right size, molded and their microhardness values were measured. The existence of a relationship between cooling rate and microstructure were determined by the hardness values obtained as a result of optical studies and calculations. Accordingly, it was observed that the microhardness of cooled steels momentarily held at 1000 ºC increased with increase in cooling rate. In the heat treatment at 800 ºC for 4 hours, the microhardness values of the steels decreased due to incomplete austenitization and ferrite in the structure which remained untransformed. On the other hand, although carbon content in the steels were different, the microstructure of the steels held at 400 ºC for 4 hours were not affected by cooling rate and therefore, the microhardness values of these steels did not change.