Mikroalaşımlı ve sementasyon çeliklerinin yorulma davranışlarının incelenmsi
Investigation of fatigue behaviour of microalloyed and case hardening steels
Yazar: MUAZZEZ MİNE ÖZCAN
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Mikroalaşımlı çelikler dünya çelik üretiminin yaklaşık %12'sini oluşturarak çelik türleri arasında önemli bir yere sahiptir. Dünyanın birçok bölgesinde tüm büyük çelik pazarlarında kullanılmakta olan bu çeliklerin gelişimi gaz ve petrol boru hatlarının, inşaat ve taşıma endüstrilerinde önemli rol oynamıştır. Mikroalaşımlı çelikler küçük oranlarda vanadyum, niyobyum, ve/veya titanyum içerirler. Çelikte bulunan bu elementler tane küçülmesi ve çökelme sertleşmesinde önemli rol oynarlar. Bunlar ostenit tanesinin büyümesini önleyecek karbür, nitrür ve karbonitrürler oluştururlar ve bunun tane küçülmesi ve çökelme sertleşmesine etki eder. Bu çeliklerin avantajı ısıl işlemin ortadan kaldırılması, çarpılmanın azalması ve mekanik özelliklerin iyileştirilmesidir. Mikroalaşımlı çelikler bu özellikleri sayesinde otomotiv parçalarında çok geniş bir kullanım alam bulmuştur. MA çeliklerin araçlardaki uygulamaları aktarma organları, süspansiyon ve motor parçalarında görülmektedir. MA çelik kullanılarak dövülen parçalara örnek olarak biyel kolu, krank, süspansiyon kolu, poyra ve flanş verilebilir. Günümüz yaklaşımları mikroalaşımlı çeliklerin birçok alanda geleneksel çeliklerin yerine geçtiğini göstermektedir. Mikroalaşımlı çeliklerin kullanımındaki itici güç ise ısıl işlemin ortadan kalkmasıyla elde edilen maliyet avantajıdır. Bu çalışmada 38MnSiVS5 mikroalaşımlı çeliğin yorulma davranışı ve mekanik özellikleri geleneksel sementasyonlu AISI 8622 çeliği ile karşılaştmlmıştır. Eksenel yüklemeli yorulma deneylerinin yanısıra çekme ve darbe deneyleri ve mikroyapı karakterizasyonu yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda sementasyonlu AISI 8622 çeliği 38MnSiVS% MA çeliğe göre daha üstün statik ve dinamik dayanım sergilemiştir. ıx

Abstract:
MA steels constitute an important category of steels estimated to be about 12% of total world steel production. They are used in every major steel market sector in various parts of the world and their development has played an important role in the expansion of certain key industries such as oil and gas extraction, construction and transportation. MA steel contains small amounts of vanadyum, niobium, and/or titanium in their compositions. These elements play an important role in refining the grains and strengthening by precipitation hardening mechanism. The advantages of these steels, in terms of elimination of heat treatment, reduced distortion and improved mechanical porperties have led them to be used in a wide range of automotive components. The main application of MA steel forgings in automobiles is in the powertrain, suspension and engine components. Examples of forged components from MA steels are connecting rod, crank shaft, suspension arm, hub and drive flange. Recent trend shows that the MA steels are replacing the conventional steels for various applications. The driving force for preference of MA steels is the cost reduction achieved by the elimination of heat treatment. In this study fatigue behaviour and mechanical properties of a 38MnSiVS5 MA steel is compared with those of a conventional carburized AISI 8622 steel. Apart from uniaxial loading fatigue tests, tensile and impact tests and microstructural characterization were conducted on the samples. The results of the experimental studies revealed that, carburized AISI 8622 steel exhibits significantly better static and dynamic strengths than 38MnSiVS5 MA steel.