Sıcak iş takım çeliklerinde geleneksel olmayan kryojenik işlem uygulamasının mekanik özelliklere etkisi
Effect of non-traditional cryogenic processing on mechanical properties of hot work tool steels
Yazar: KÜBRA ELBEYİOĞLU
Danışman: PROF. DR. SAKİN ZEYTİN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Anahtar kelimeler; kriyojenik işlem, soğubilim, sıfıraltı işlemi takım çeliklerinde hasar

Sıcak iş takım çeliklerinin birçok endüstriyel uygulamada tercih sebebi olan bir çelik grubu olmasının sebebi; yüksek sıcaklıklarda aşınma-kopma dayanımlarını koruyabilmeleri, tokluk değerlerinin yüksek olması ve yüksek sıcaklıklara çıkıldığında darbe dirençlerinin de yüksek olmasından dolayıdır. Ekstrüzyon, enjeksiyon gibi yüksek sıcaklık uygulamalarında sıcak iş takım çelikleri kullanıldığından, uzun ömürlü olmaları beklenmektedir.

Sıcak iş takımlarının ömrü, malzemelerin kalitesi ve türüne bağlıdır. Çelik malzemedeki karbon oranı ile diğer alaşım elementleri, doğrudan metalurjik işlem, plastik şekil verme ve ısıl işlem sırasında meydana gelen yapı ve faz dönüşümlerini etkiler. Sertlik, aşınma direnci. Darbe direnci ve tokluk malzemelerin performansını, kullanım ömrünü ve dayanımlarını etkileyen mekanik özelliklerdir.

Bu çalışmada hedeflenen; sıcak iş takım çeliklerinin geleneksel ısıl işlem uygulamasına karşılık, kriyojenik işlem uygulamasının yapı ve özelliklerde ne tür değişiklikler meydana getireceğinin belirlenmesidir. 

Çalışma süresince DIN 1.2367 kalite sıcak iş takım çeliğine geleneksel ısıl işlem uygulamalarına karşılık, geleneksel olmayan kriyojenik işlemler uygulanmıştır. Sonrasında optik mikro yapı incelemesi, SEM-EDS analizi ile mikro yapı incelemesi yapılmış ve darbe, sertlik ve aşınma deneylerine tabi tutulmuştur. Deneyler sonucunda, farklı ısıl işlem uygulamalarının, mikro yapılarda belirgin değişiklikler yaratmadığı, darbe enerjilerinde bariz değişikliklerin olmadığı, sürtünme katsayılarının ve aşınma miktarlarının uygulanan ısıl işlemle ilişkilendirilmediği görülmüştür.

Abstract:
Keywords; cryogenic treatment, cold science, subzero, damage to tool steels

The reason why hot work tool steels are a preferred steel group in many industrial areas; they can maintain their wear-rupture resistance at high temperatures, their toughness values are high, and their impact resistance is high when high temperatures are reached. Since hot work tool steels are used in high temperature applications such as extrusion and injection, they are expected to have a long service life.

The life of hot work tools depends on the quality and type of materials. The carbon content and other alloying elements in steel directly affect the structure and phase transformations that occur during metallurgical processing, plastic forming and heat treatment. Hardness, wear resistance. Impact resistance and toughness are mechanical properties that affect the performance, service life and strength of materials.

The aim of this study is to determine what kind of changes will occur in the structure and properties of the cryogenic treatment application against the traditional heat treatment application of hot work tool steels.

During the study, non-conventional cryogenic processes were applied to DIN 1.2367 quality hot work tool steel as opposed to conventional heat treatment applications. Afterwards, optical microstructure examination, microstructure examination with SEM-EDS analysis and impact, hardness and wear tests were performed. As a result of the experiments, it was seen that different heat treatment applications did not cause significant changes in microstructures, there were no obvious changes in impact energies, friction coefficients and wear amounts were not associated with the applied heat treatment.