Soğuk iş takım çeliklerinde sıfıraltı işlem derecesinin mekanik özelliklere etkisi
The effect of sub-zero treatment on the mechanical properties of cold work tool steels
Yazar: FATİH KORAY ARSLAN
Danışman: PROF. DR. CUMA BİNDAL ; PROF. DR. SAKİN ZEYTİN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Aşınma = Wear ; Isıl işlem = Heat treatment ; Sertlik = Hardness ; Soğuk iş takım çeliği = Cold work tool steel ; Takım çelikleri = Tool steels

Özet:
Bu tez kapsamında, endüstride kalıp üretiminde kullanılan Calmax ve Vanadis 4-Extra patentli soğuk iş takım çeliklerine uygulanan konvansiyonel ısıl işlem basamakları baz alınmak suretiyle, ilave sıfıraltı ısıl işleminin uygulanması sonucu mikroyapı ve mekanik özelliklerde meydana gelen değişimler incelenmiştir. Sıfıraltı işlem, -197°C sıvı azot ortamında 15 ve 60 dakika olarak iki farklı süre zarfında gerçekleştirilmiştir. Isıl işlem deneyleri sonunda dokuz farklı ısıl işlem deneyine ait numunelerin, mikroyapıları optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu(SEM) ile incelenmiş ve yapıda martensite dönüşmeden kalmış hacimsel kalıntı ostenit miktarları X-Işını difraksiyon analizi ile tespit edilmiş olup ayrıca uygulanan bu farklı ısıl işlem deneylerinin sertlik ve aşınma gibi mekanik özelliklere de etkileri incelenmiştir.Sonuçlar incelendiğinde sıfıraltı ısıl işlem uygulanan bütün deney numunelerinin, hacimsel kalıntı ostenit miktarları azalarak, sertlikleri artmıştır.Aynı zamanda SEM görüntüleri de akabinde temperleme uygulanmak suretiyle sıfıraltı ısıl işleminin, yapıdaki küçük ikincil karbürlerin dağılımını homojenleştirerek arttırdığı ve karbürlerin etrafındaki belirgin sınırları ortadan kaldırarak karbür-matris uyumunu arttırdığı gözlenmiştir. Aşınma uygulanan temperlenmiş deney numunelerinde ise, sıfıraltı ısıl işleminin aşınma direncini arttırdığı sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
In this thesis, the effects of sub-zero treatment on the microstructure and mechanical properties of patented Vanadis 4 Extra and Calmax cold work steels used in the production of industrial molds were investigated. Sub-zero treatment was carried out at -197°C in liquid nitrogen atmosphere for two different times as an 15 and 60 minutes. After the heat treatment experiments, microstructures of the samples exposed to nine different experimental procedures were observed using optical microscope and scanning electron microscope. Also, the amounts of volume retained austenite in the body were determined by X-Ray diffraction analysis and the effects of applied different heat treatment experiments on the mechanical properties as wear and hardness were investigated. Wear and hardness studies of the samples were carried out by using experiment respectively.As a result, the hardness of all test samples increased, while amount of retained austenite in all samples decreased. At the same time, the amount of small seconder carbides in the structure of samples increased and distribution of them homogenized by applying sub-zero treatment with double tempering. Moreover, the certain boundaries surrounding the carbides disappeared and the compliance of carbide-matrix increased by the same process. Nevertheless, it was found that applying the sub-zero treatment resulted in enhance in the wear resistance of the tempered samples.