17-4 PH paslanmaz çeliği için seçilen yaşlandırma zaman ve sıcaklık parametrelerinin mekanik ve korozyon özellikleri üzerindeki etkileri
Effects of selected aging time and temperature parameters on mechanical and corrosion properties of 17-4 PH stainless steel
Yazar: ŞÜHEDA KARALİ
Danışman: PROF. DR. BEHİYE YÜKSEL
Haliç Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Paslanmaz çelik ailesi içinde yer alan 17-4 PH paslanmaz çeliğinin en önemli özelliklerinden biri, korozyon direncinin yanı sıra uygulanan ısıl işlem sonucunda martenzitik matris içinde bakırın çok küçük boyutlarda ve homojen olarak dağılım göstermesi sayesinde yüksek dayanıma sahip olmasıdır. Söz konusu malzeme, endüstriyel boyutta havacılıktan makine ekipmanlarına kadar uzanan geniş bir kullanım yelpazesi içinde ihtiyaç duyulan hem korozyon dayanımı yüksek hem de mukavemet özellikleri iyi olacak malzeme arayışına cevap verebilme kabiliyeti açısından sektörel bazda önem arz etmektedir. 17-4 PH paslanmaz çeliğine uygulanan çökelme sertleşmesi esaslı ısıl işlemler, malzemenin sertlik başta olmak üzere mekanik özellikleri üzerinde baskın bir rol oynamakla birlikte ilgili işlemlerin malzemenin korozyon dayanımını nasıl etkilediği de önemli bir soru olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışma kapsamında ticari nitelikteki 17-4 PH paslanmaz çeliğine üç farklı suni yaşlandırma sıcaklığında iki farklı yaşlandırma zamanı uygulanmıştır. Suni yaşlandırma öncesi tüm numuneler 1040 °C'de çözeltiye alınmış ve bunu takiben de su verilmiştir. Çalışma kapsamında seçilen suni yaşlandırma sıcaklık ve zaman parametrelerinin malzemenin sertlik ve korozyon dayanımına olan etkileri incelenmiştir. Bu bağlamda en yüksek sertlik değerine 480°C'de 3 saatlik yaşlandırma işlemi ile ulaşılırken, en düşük sertlik değeri olan 29.9 HRC'ye 680°C'deki suni yaşlandırma işleminde ulaşılmıştır. Suni yaşlandırma için seçilen sıcaklık ve süre arttıkça malzemelerin oyuklanma potansiyeli ile yeniden pasifleşme potansiyelleri arasındaki farkın artmaya başladığı gözlemlenmiştir ki bu da özellikle oyuklanma korozyonuna karşın malzemenin dayanımının suni yaşlandırma sıcaklık ve zamanına bağlı olarak değişkenlik gösterdiğini ortaya koymuştur.

Abstract:
Among the stainless steel family, one of the most important features of 17-4 PH stainless steel is its high strength, which is achieved through the precipitation hardening heat treatment that results in a martensitic matrix with finely and homogeneously distributed copper. This material is significant in the industrial context due to its ability to meet the need for materials with both high corrosion resistance and good mechanical properties, spanning a wide range of applications from aerospace to machinery equipment. Precipitation hardening heat treatments applied to 17-4 PH stainless steel play a dominant role in the mechanical properties, particularly hardness, but how these treatments affect the material's corrosion resistance is also a critical question. In this study, commercial 17-4 PH stainless steel was subjected to artificial aging at three different temperatures for two different aging times. Prior to artificial aging, all samples were solution treated at 1040°C and then water quenched. The effects of the selected artificial aging temperature and time parameters on the material's hardness and corrosion resistance were investigated. In this context, the highest hardness value was achieved with aging at 480°C for 3 hours, while the lowest hardness value of 29.9 HRC was obtained with artificial aging at 680°C. It was observed that as the temperature and duration of artificial aging increased, the difference between the pitting potential and the repassivation potential of the materials began to increase, indicating that the resistance of the material to pitting corrosion varied depending on the artificial aging temperature and time.