Düşük alaşımlı çeliklerin yorulma davranışlarına çelik temizliğinin etkisi
Affect of steel cleanliness to fatigue behaviours of the low alloy steels
Yazar: BARIŞ KARABAYRAK
Danışman: DOÇ. DR. DİLEK TURAN
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Çelik geniş bir kullanım alanına sahip olan önemli bir malzeme olup, çelik üretiminde son yıllarda üzerinde durulan en önemli konu temiz çelik olarak tabir edilen çeliği elde edebilmektir. Çelik üretim sürecinde Al ile deokside edilmiş çeliklerde bulunan en temel kalıntılar Al_2 O_3 ve MnS kalıntılarıdır. Al ile deokside edilmiş çeliklere kalsiyum işlemi uygulanarak temiz çelik elde edilmektedir. Bu çalışmada, işlemsiz ve kalsiyum işlemi uygulanarak çelik temizliği yapılmış düşük alaşımlı çeliklerin yorulma dayanımları incelenmiştir. Bunun için öncelikle yorulma testleri yapılacak, işlemsiz ve çelik temizliği yapılmış düşük alaşımlı çelik malzemelerin akma yükleri belirlenmiştir. Bu akma yüklerine göre belirlenen yük değerleri ile malzemelerin sabit genlikli eksenel yükler altında yorulma testleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneylerde yük oranı 0,1 olarak alınmıştır, maksimum yük değerleri ise 18 kN, 16,5 kN ve 15,5 kN olarak belirlenmiştir. Yorulma testi sonuçlarına göre işlemsiz ve çelik temizliği yapılan numunelere ait S-N (gerilme-ömür) diyagramları oluşturulmuştur. Test sonuçlarının yorumlanmasında optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Çalışma sonucunda, çelik temizliği yapılan numunelerin yorulma dayanımı işlemsiz numunelerin yorulma dayanımına yakın olmakla beraber, bir miktar düşük olarak ölçülmüştür. Çelik malzeme içerisinde yer alan kalıntıların şekil, boyut, adet ve yapı içerisindeki dağılımlarına bağlı olarak yorulma ömrünü etkilediği görülmüştür.

Anahtar Sözcükler: Çelik, Çelik temizliği, Yorulma, S-N diyagramı, Mikroyapı

Abstract:
Steel is an important material with a wide range of usage area and in recent years, the most important issue for steel making process is to produce clean steel. During steel making process, the basic inclusions are Al_2 O_3 and MnS for Aluminum-killed steels.  Calcium treatment is used to produce clean steel in Aluminum-killed steels. In this study, fatigue strengths of the low alloy steels was examined with untreated and calcium treatment applied samples. Firstly, yield loads of low alloy steels for untreated and steel cleanliness applied materials were determined before the fatigue tests. Fatigue tests were performed under the constant amplitude axial loads and load values were determined according to yield loads. In the experiments conducted, load ratio was taken as 0,1 and the maximum load values were determined as 18 kN, 16,5 kN and 15,5 kN. According to the fatigue test results, S-N (stress-life) diagrams was created for untreated and steel cleanliness applied samples. The interpretation of the test results in an optical microscope and scanning electron microscope (SEM) was used. As a result of the study, fatigue strength of steel cleanliness applied samples is close to fatigue strength of untreated samples, although a lower amount was measured. It was observed that the inclusions which are contained in the steel material affect the fatigue life, depending on their shape, size, quantity and distribution within the structure.  
  
Keywords: Steel, Steel cleanliness, Fatigue, S-N diagram, Microstructure