Ara kritik tavlama ısıl işlemlerinin düşük alaşımlı sade karbonlu toz metal çeliklere uygulanabilirliği ve mekanik özelliklere etkisinin araştırılması
Applicability of intercrital annealing heat treatments to low alloyed pure carbon powder metal steels and investigation their mechanical properties
Yazar: AHMET GÜRAL
Danışman: DOÇ.DR. SÜLEYMAN TEKELİ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2004
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Bu çalışmada, düşük alaşımlı toz metal (TM) çeliklerde ferrit+martensit mikroyapıların üretilebilirliği araştırılmıştır. Bunun için, Ancorsteel 1000 demir esaslı tozlara farklı oranlarda grafit (% 0,3 ve 0,5) ve ayrıca % 0,3 sabit grafit oranmda %0.5 Ni ve Mn alaşım tozlarının ayrı ayrı ilaveleri yapılarak TM numuneleri üretil mistir. Karışım tozlar, 700 MPa presleme basıncında soğuk olarak preslenmiş ve 1120 °C sıcaklıkta 30 dakika süre ile sinterlenmiştir. Sinterlenmiş numunelere farklı sıcaklıklarda (724, 735, 760 °C) ara kritik tavlama+su verme ısıl işlemleri uygulanmıştır. Sinterleme işlemi sonrası tüm numunelerde gözenekler ve ferrit + perlit mikroyapıları oluşmuştur. En düşük gözenek oranı % 0,5 grafit ve % 0,3 grafit + % 0,5 Ni ilavesi yapılmış numunelerde elde edilmiştir. Ara kritik tavlama + su verme ısıl işlemleri sonrasında % 0,3, % 0,5 grafit ve % 0,3 + % 0,5 Mn'lı numunelerde ferrit + martensit ve % 0,3 + % 0,5 Ni'li numunelerde ise ferrit + Ni'ce zengin martensit mikroyapıları üretilmiştir. Ayrıca, % 0,3 ve % 0,5 grafit içeren numuneler 890 °C de östenitlenip tamamen martensit yapıya dönüştürmek için su verilmiştir. Martensit mikroyapısına sahip bu numunelere daha sonra tekrar ara kritik tavlama+su verme ısıl işlemleri uygulanmıştır. Bu işlem sonrası, daha ince taneli ferrit+martensit mikroyapıları üretilmiştir. Tüm numunelerde ara kritik tavlama sıcaklıkların artışıyla martensit hacim oranı artmıştır. Mekanik özellikler % 0,3 ve % 0,5 grafitli numunelerde araştırılmıştır. Numunelerde martensit hacim oranındaki artışla akma, çekme ve darbe dayanımları artarken süneklik değerleri düşmüştür. ince martensit tane boyutuna sahip numunelerde daha iyi mekanik özellikler edilmiştir.Anahtar Kelimeler : T/M, Sinterleme, Çift fazlı çelik, Gözeneklilik, Mekanik özellikler

Abstract:
In this study, the producibility of ferrite + martensite microstructures in low alloyed PM steels was investigated. For this purpose, PM specimens were prepared from iron-based powders (Ancorsteel 1000), admixed with different graphite contents (0.3 and 0.5 wt %) and also with 0.5 wt% Ni and 0.5 wt% Mn separately at a constant graphite content of 0.3 wt %. The mixed powders were cold pressed under a pressure of 700 MPa and sintered at 1120 °C for 30 minutes. The sintered specimens were then intercritically annealed at different temperatures (724, 735, 760 °C) and water-quenched. After sintering, porosities ferrite + pearlite microstructures formed in all specimens. The lowest porosity level was obtained in 0.5 % graphite and 0.3 % graphite + 0.5 % Mn-added specimens. Following intercritical annealing + water quenching heat treatments, ferrite + martensite were produced in 0.3 % graphite, 0.5 % graphite and 0.3 % graphite + 0.5 % Mn-added specimens but ferrite + Ni-rich martensite microstructures were obtained in 0.3 % graphite + 0.5 % Ni-added specimens. In addition, in order to produce fully martensite microstructure, specimens with 0.3 % and 0.5 % graphite content were austenitised at 890 °C and water- quenched. These specimens with fully martensite microstructure were then, again intercritically annealed and water-quenched. Following these heat treatments, fine grained ferrite + martensite microstructures were produced. In all specimens, martensite volume fraction increased with increasing intercritical annealing temperatures. Mechanical properties of 0.3 % and 0.5 % graphite added specimens were investigated. With increasing martensite volume fraction, strength and impact energy increased but elongation values decreased. It was seen that better mechanical properties were achieved in specimens with fine grained martensite microstructures.Key Words : P/M, Sintering, Dual phase steel, Porosity, Mechanical properties