Sıcak iş takım çeliklerinde hasar oluşumu ve önlemleri
Failure modes in hot work tool steels and prevention
Yazar: NAZIM ÖZKAN ASAN
Danışman: PROF. DR. AHMET TOPUZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Sıcak iş takım çelikleri kullanım alanları gereği yoğun oranda sürtünme, darbe, mekanik vetermal yüklemelere maruz kalan çeliklerdir. Özellikle yüksek basınçlı kalıp dökümuygulamalarında ısıl yorulma hasarı kalıp ömrünü sınırlandıran en önemli faktördür.Topyekün kırılma hasarı ise daha çok dövme uygulamalarında karşımıza çıkmakta olupaşınma ve erozyon bütün sıcak iş takım çeliklerinin karşı karşıya kaldığı hasarmekanizmasıdır. Çalışmada sıcak iş takım çeliklerinde gözlenen hasarlara çelik, ısıl işlem vekullanım şartlarının etkisi incelenerek hasarları geciktirme yolları araştırılmıştır. Örnek durumincelemesi çalışmasında yüksek basınçlı kalıp döküm tekniği ile otomobil parçası üreten birkalıpta hasar oluşturan parametreler MAGMA soft yazılımı yardımıyla incelenmiş ve eldeelden veriler doğrultusunda yeni bir kalıp tasarımı oluşturulmuştur. Yeni tasarımın orta göbekinsörtlerinde yüksek ısıl iletkenliğe sahip Anviloy® 1150 alaşımı kullanılmış ve yeni tasarımMAGMA Soft yazılımında analiz edilerek sonuçlar yeni tasarımla karşılaştırılmıştır. Eldeedilen yeni tasarım ve döküm parametreleriyle kalıp ömründe %45 lik bir artış öngörülmüştür.Deneysel çalışma kapsamında ise yüksek basınçlı kalıp döküm yöntemiyle tır fren sistemindekullanılan aratas parçasının üretimini yapan kalıbın dağıtıcı pimlerinde çelik, ısıl işlem vePVD Dubleks kaplamaların etkisi incelenmiştir. Çalışma kapsamında konvansiyonel yöntemleüretilen pimler, ESR işlemi görmüş çelikten üretilen pimlerle ve PVD Dubleks kaplamaişlemi uygulanan pimlerle performans testine tabi tutulmuş ve PVD dubleks kaplama işlemigören pimlerde 5 kata kadar ömrü artışı elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Isıl yorulma, yapışma, erozyon, PVD dubleks kaplama, Yüksek basınçlıkalıp döküm.

Abstract:
Becasuse of their working conditions hot work tool steels are commonly exposed to high,friction, mechanical shocks, mechanical and thermal loads. Escpecially in HPDC applicationheat checking is the most important factor that shorten die life. Gross cracking fequentlyoccurs in forging application while wear and erosion is the common problem for all hot worktool application. In this study the effect of, hot work tool steel quality , heat treatment qualityand process parameters on failure modes of the hot work steels has been investigated. In casestudy work a actual working HPDC die is analized in Magma simulation software to obtainthe factors which shorten die life and according to the results a new die design was developed.In new die design the center inserts of the die was made from material Anviloy 1150 becauseof its high thermal conductivity. After the optimising the process parameters of new designeddie a new casting simulation is performed with Magma and results are compared. Accordingto the theoretical calculations %45 prolongation in die life has been ahieved with optimiseddie.In experimental work the effect of steel quality, heat treatment parameters and PVD Dublexcoating on performance of a core pin has been investigated. A performance comparison hasbeen performed between conventional core pin, ESR material used core pin and PVD Dublexcoated core pin and 5 times longer pin life is achieved with PVD Dublex coating.Keywords: Heat checking, erosion, soldering, PVD dublex coating, HPDC.