Toz metalurjisi teknigi ile üretilen bir paslanmaz çelikte katkı elemanlarının asınma direncine etkileri
The effects of alloying elements over wear resistance in stainless steel material produced with powder metallurgy technique
Yazar: VAHDETTİN KOÇ
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KORKUT
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
ÖZETDoktora TeziTOZ METALURJ TEKN Ğ LE ÜRET LEN B R PASLANMAZ ÇEL KTE KATKIELEMANLARININ AŞINMA D RENC NE ETK LERVAHDETT N KOÇFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüMetal Eğitimi Anabilim Dalı2006 Sayfa:139Bu çalışmada, ostenitik paslanmaz çelik tozları içerisine % 1, 2 ve 3 oranlarında molibden,titanyum, kobalt ve bor elementlerinin tozları katılmış; toz metalurjisi tekniği kullanılarak birkompozit malzeme üretimi yapılmıştır. Tozlar soğuk olarak tek yönlü 18 ton'luk bir kuvvetlepreslenerek 1150 ºC'de sinterlenmiştir. Üretimi yapılan kompozit malzemenin mikroyapı, mekaniközellikleri, abrasiv ve adhesiv aşınma davranışları araştırılarak, içerisindeki alaşım elementi ve katkıyüzdesi oranları ile aşınma davranışı arasında ilişki kurulmaya çalışılmıştır.Üretimi toz metalurjisi tekniği ile yapılan kompozit malzemenin, katkı elementlerinin veoranlarının değişmesi ile mikro yapılarında da değişiklikler meydana gelmiştir. Ana matrisincelendiğinde tanelerin küçülmesi, tanelerin parçalanması, tane sınırlarının genişlemesi,çekirdeklenmeler v.b. olayların gerçekleştiği gözlemlenmiştir. Malzemelerin, mikroyapılarınınüzerinde yapılan incelemelerde mikroyapının esas itibarı ile Î³-Fe, M23C6 ve M7C3 fazlarından oluştuğutespit edilmiştir.Araştırmalar sonucunda yapılan yeni kompozit malzemelerin, ostenitik paslanmaz çeliğinsertlik, mikrosertlik, tokluk özelliklerini katkı elementlerine ve katılan yüzde miktarlarına bağlı olaraketkilediği ve az çok değiştirdiği görülmüştür. Bütün numuneler göz önüne alındığında takviye ediciolarak kullanılan Mo, Ti, B ve Co elementlerinin ostenitik paslanmaz çeliklerin mekanik özellikleriniolumlu yönde etkilediğini söylemek mümkündür. En düşük yüzey sertliği ve mikro sertlik değerleritakviyesiz ostenitik paslanmaz çelik numunelerde görülmüştür. Üretilen kompozit malzemelerden eniyi mekanik ve aşınma özellikleri değeri bor elementi ile takviye edilmiş numunelerde sağlanırken;bunu sırası ile Ti, Mo ve Co ile takviye edilmiş numuneler izlemiştir.Yapılan çalışmada; ostenitik paslanmaz çeliğin sertliğini, mikrosertliğini, tokluğunu, abrasivve adhesiv aşınma dayanımını içerisine az oranda Mo, Ti, B, Co elementleri katarak değiştirmeninmümkün olduğu tespit edilmiştir. Katkı elementlerinin karbür, borür ya başka türden bileşik oluşturupoluşturmaması; matris içerisinde homojen ve dengeli dağılıp dağılmaması, kompozit malzemeninözelliklerini belirleyen en önemli faktörlerdir.Anahtar kelimeler: Toz metal, Ostenitik paslanmaz çelik, Mikroyapı, Karbürler, Adhesiv aşınma,Abrasiv aşınma, Tokluk.

Abstract:
ABSTRACTPhD ThesisTHE EFFECTS OF ALLOYING ELEMENTS OVER WEAR RESISTANCE IN STAINLESSSTEEL MATERIAL PRODUCED WITH POWDER METALLURGY TECHNIQUEVAHDETT N KOÇFırat UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Metallurgy Education2006, Page:139In this study, molybden, titanium, cobalt and boron elements were added to a austeniticstainless steel powder at the percentage of 1, 2 and 3 % and a composite material was produced by useof powder metallurgy techniques. The powder was pressed with 18 tons pressure and sintered at 1150Â°C temperature. Micro-structural and mechanical properties, abrasive and adhesive behaviours of theproduced composite material were investigated and tried to correlate between alloying elements andtheir percentage.The chanpes of the type and percentapes of alloying elements of composite material whichwere produced by powder metallurgy techniques resutted in the chanpes of the microstructures of thecomposites. When the matrix was examined, grain refinement, disintegration of grains, coarsening ofgrain boundaries, core forming etc. have been observed. It was also observed that the microstructuremainly consisted of Î³-Fe, M23C6 and M7C3 phases.The investigations revealed that the alloying elements affected the hardness, microhardnessand toughness of composite austenitic stainless steel in proportion to to their percentage. When allsamples were examined, it was determined that the reinforcing elements (Mo, Ti, B and Co)positively affected the mechanical properties of austenitic stainless steel. The lowest surface hardnessand microhardness values were observed in unreinforced stainless steel samples. While the bestmechanical and wear properties were reached in the samples reinforced with boron, the samplesreinforced with Ti, Mo, and Co have not shown as good mechanical and wear properties as thespeciment reinforced with boron.In this study, it was show that it is possible to chance the hardness, microhardness, toughness,abrasive and adhesive wear resistance of austenitic stainless steel by adding Mo, Ti, B and Co. It wasalso pound that the formation of carbide, boride or any other compound and the disribution of thealloying additions in the matrix are the main factors determining the mechanical properties of thecomposite material.Key words: Powder metal, Austenitic stainless steel, Microstructure, Carbides, Adhesive wearing,Abrasive wearing, Toughness.