Dubleks paslanmaz çelikteki sigma ve CHİ fazlarının ergitme kaynağındaki oluşum mekanizmalarının modelleme ile saptanması
Determination of the formation mechanism of sigma and CHI phases in the duplex stainless steel in fusion welding with modeling
Yazar: SEZİN GÜREL
Danışman: PROF. DR. AHMET KARAASLAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Elektrik ark kaynağı = Electric arc welding ; JMAK = JMAK ; Paslanmaz çelik = Stainless steel ; Çift fazlı çelik = Dual phase steel

Özet:
Dubleks paslanmaz çelikler, yüksek korozyon direncine ve mükemmel mekanik özelliklere sahiptir. Bu özellikleri nedeniyle mimari, petrokimya, deniz aşırı uygulamalar, desülfürizasyon üniteleri, tuzdan arındırma gibi alanlarda geniş kullanıma sahiptir. 
Dubleks paslanmaz çelikler; östenitik ve ferritik fazların korozyon direnci ve mekanik özelliklerinin birleştiği malzeme grubudur. Kullanım alanına bağlı olarak, ısıl işlemler ya da kaynak işlemleri nedeniyle ferrit/östenit faz dengesini değiştirmektedir. Bununla birlikte soğuma sırasında yapıda, mekanik özellikleri ve korozyon direncini olumsuz etkileyen intermetalik fazların oluşumu görülmektedir.
Tez kapsamında, kaynak işlemi sırasında ortaya çıkan ikincil fazların oluşum mekanizmasının belirlenmesi amacıyla SAF 2205 alaşımının özlü tel ile kaynak işlemi gerçekleştirilmiştir. Kaynak işlemi sırasında malzemeye etki eden ısıl dağılımlar, ANSYS Workbench Academic Research programı kullanılarak, sonlu elemanlar yöntemiyle belirlenmiştir. Kaynak işlemi sırasında oluşan soğuma hızı teorik olarak hesaplanmış ve modelleme sonuçlarıyla karşılaştırılarak ısı iletim verimi belirlenmiştir.
Kaynak işleminde oluşan yüksek ısı girdisi, ısı etkisi altındaki bölgenin (IEAB) oluşumuna neden olmaktadır. Bunun bir sonucu olarak, soğuma sırasında faz dönüşümlerinin etkisiyle hızlı mikroyapısal değişimler gözlenmektedir. IEAB'de etkili olan sıcaklıklar, soğuma sırasında intermetalik fazların çökelmesine neden olmaktadır. İntermetalik fazların oluşum hızlarının hesaplanması için IEAB'nin simülasyonu, ısıl işlemlerle hazırlanmıştır. İkincil fazların oluşum mekanizmalarının belirlenmesi için Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogrov (JMAK) eşitlikleri kullanılmıştır.

Abstract:
Duplex stainless steels have high corrosion resistance and excellent mechanical properties. Because of these specifications, duplex stainless steels are used in several applications such as architecture, petrochemistry, off-shore, desulfurization units and desalination.
Duplex stainless steels are characterized by ferritic and austenitic phase structure, offering a combination of corrosion resistance and mechanical properties. Depending on intended use, such as heat treatment or welding processes, ferrite/austenite phase balance will change. Also during the cooling, formation of intermetallic phases affectly mechanical properties and corrosion resistance, occurs.
In this thesis, to determine the mechanism of the secondary phase precipitation, SAF 2205 duplex stainless steels welded with flux cored wire. During the welding process, thermal distributions are determined by finite element method by using ANSYS Workbench Academic Research. The cooling rate that occurs during the welding process calculated theoretically and compared with the modeling results to determine the heat transfer efficiency.
In welding, the heat affected zone occurs by the effect of the heat input. As a result of this, the rapid microstructural changes can be induced by phase transformation during the cooling. The secondary phases precipitate from the relevant temperatures in the heat affected zone. For the calculation of the secondary phase precipitation rate, the simulation of the heat affected zone was performed by the heat treatments. The Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogrov (JMAK) equations used for determination of the precipitation mechanism.