Soğuk çekilmiş alfa-beta pirincinde gerilim giderme tavlamasının kalıntı gerilim etkisinin incelenmesi
Inspection of stress relief heat treatment effect on residual stress at cold drawned alpha-beta brass
Yazar: BARIŞ ZEREN
Danışman: PROF. DR. VELİ UZ
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Isıl işlem = Heat treatment

Özet:
Bu çalışmada alfa-beta, çift fazlı pirinç çubuk üretiminde yaygın olarak uygulanan bir plastik şekil değiştirme işlemi olan soğuk çekme yöntemiyle şekillendirilen CuZn39Pb3 otomat pirinç alaşımında soğuk deformasyondan sonra görülen kalıntı gerilimin Cıva(I) Nitrat deneyi ile tayini deneysel açından incelenmiştir. Kalıntı gerilime sahip pirinç parçalarda korozif ortam şartlarında (nemli, amonyaklı, cıvalı gibi) gerilim korozyon çatlağı görülür. Cıva(I) Nitrat deneyi ile kalıntı gerilim etkisiyle yük altında bulunan parçalar, cıva çözeltisinde yoğun korozif ortamda 30 dakika boyunca tutulur. Bu sayede parçalarda korozyon mekanizması hızlandırılır. Deney sonunda kritik kalıntı gerilim çatlak miktarına sahip parçalarda derin çatlaklar görülür.  Tez çalışmasında PİREKS BAKIR ALAŞIMLARI A.Ş. tarafından temin edilen CuZn39Pb3 çubuk parçalarda, sıcak ektrüzyondan sonra gerçekleştirilen soğuk çekme işlemi ile %5,24 lük kesit daralması sağlanmıştır. Bu deformasyon oranı göz önünde bulundurularak, kalıntı gerilimin etkisini gidermek için parçalara 150°C ve 250°C sıcaklıkta, 30 dakika süre boyunca gerilim giderme tavlaması uygulanmıştır. Gerilim giderme şartlarına göre gruplandırılan parçaların mekanik özellikleri brinell sertlik yöntemi ve çekme deneyi ile belirlenip kıyaslanmıştır. Buna göre gerilim giderme ile malzemelerin sertlik ve çekme mukavemetinde önemli bir değişim gözlemlenmemiştir. Farklı gerilim giderme şartlarından sonra hazırlanan parçalara TS EN ISO 196 standardınca hazırlanan Cıva(I) Nitrat deneyi uygulanmıştır. Deney sonunda elde edilen parçalar ve bu parçalardan kesilen numuneler optik mikroskop altında incelenmiştir. Deney sonucunda soğuk çekmeden sonra tavlanmayan parçalarda derin çatlaklar gözlemlenmiş olup 150°C, 30 dk tavlanan parçaların yüzeylerinde de çatlaklar tespit edilmiştir. 250°C'de 30 dk. tavlanan parçalarda ise çatlak tespit edilmemiştir.

Abstract:
In this study, the residual stress after cold deformation in CuZn39Pb3 free cutting brass alloy which is shaped by cold drawing method, a plastic deformation process which is widely used for alpha-beta double phase brass rod production is investigated experimentally with Mercury (I) Nitrate test. In the case of brass parts with residual stress, stress corrosion crack is observed under corrosive conditions (like moist, ammonia, mercury). In the Mercury (I) nitrate test, the residues under load are kept in the mercury solution for 30 minutes in a highly corrosive environment. In this way, the corrosion mechanism is accelerated. At the end of the experiment, deep cracks are seen in parts with critical residual stress. CuZn39Pb3 rod parts  with the cold drawing after hot extrusion provided by PIREKS BAKIR ALASIMLARI A.S, reduction of 5.24% on section was achieved. Considering this deformation rate, stress relief annealing was applied to the pieces at 150 ° C and 250 ° C for 30 minutes to remove the residual stress. The mechanical properties of the parts grouped according to stress removal conditions were determined by brinell hardness method and tensile test. Accordingly, no significant change was observed in the hardness and tensile strength of materials by stress relief. Mercury (I) Nitrate test prepared by TS EN ISO 196 standard was applied to the parts prepared after different stress removal conditions. The parts obtained at the end of the experiment and the samples cut from these parts were examined under an optical microscope. As a result of the experiment, deep cracks were observed in the parts which were not annealed after cold drawing and cracks were detected on the surfaces of the annealed parts at 150 ° C, 30 min. No cracks were detected at 250 ° C,30 min. annealed parts.