Çift fazlı çeliklerin eroziv aşınma davranışı
Erosive wear behaviour of dual phase steels
Yazar: ESEN DAĞAŞAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. DURMUŞ ODABAŞ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Eroziv aşınma = Erosive wear ; Çift fazlı çelik = Dual phase steel

Özet:
Bu çalmada düük karbonlu ve düük alaml AISI 8620, AISI 1020, AISI 4140 veAISI 1040 çeliklerinden yaralanlarak çift fazl çeliklerin eroziv anma davranincelenmitir. AISI 8620 çelii 7 farkl scaklkta (723, 740, 760, 780, 810, 820 ve 832 ºC) kritik tavlanarak, -10 ºC'de tuzlu su çözeltisinde su verilmi, böylelikle hemmartenzit hacim orannn hem de eroziv anma orannn kritik tavlama scakl iledeiimi incelenmitir. Çalmada ikinci adm olarak ise martenzit hacim oran veeroziv anma orannn farkl alam elementleri ve farkl karbon oranlar ile deiimiaratrlmtr. Bunun için kritik tavlama scakl bütün malzemeler için 780 ºC olaraksabit tutularak martenzit hacim oranlar deerlendirilmi ve erozyon deneylerigerçekletirilmitir.Isl ilemlerden sonra elde edilen farkl martenzit oranlarna sahip mikroyaplarn erozivanma davranlar aratrlrken eroziv anma oran üzerinde zamann, martenzithacim orannn, çarpma açsnn ve püskürtme hznn etkileri ayr ayr incelenmitir.Eroziv anma deneyleri önce 4, 8 ve 12 dakika olmak üzere farkl zamanlar için dahasonra 15 º, 30 º, 45 º, 60 º, 75 º ve 90 º olmak üzere farkl çarpma açlarnda ve 20, 30,40, 50 ve 60 m/sn olmak üzere 5 farkl püskürtme hznda gerçekletirilmitir. Bütündeneylerde 420 ?m boyutlu G40 partiküller kullanlmtr.Yaplan çalmalar sonrasnda artan kritik tavlama scakl ile martenzit hacimorannn artt ancak eroziv anma orannn dütüü görülmütür. Andrma süresiüzerine yaplan çalmalar sonucunda ise eroziv anma orannn artan deney süresi öncesürekli art gösterdii ancak kuluçka peryodu nedeniyle eroziv anma orannn belli birsüre sonunda azald ya da hemen hemen sabit kald gözlemlenmitir.Eroziv anma orannn temel olarak çarpma açsndan ve püskürtme hzndan daetkilendii görülmütür. Genel olarak bakldnda çift fazl çeliklerin eroziv anmaorannn çarpma açs arttkça azald, artan püskürtme hzyla ise artt görülmütür.Son olarak farkl malzemeler üzerinde yaplan eroziv anma deneyleri sonrasndakullanlan malzemelerin eroziv anma oranlar kyaslanm, en iyi eroziv anmadirencini AISI 4140'n gösterdii görülmütür. Ayn koullar altnda yaplan deneylersonucunda en yüksek kütle kayplar ve erozyon oranlar AISI 1020 ve AISI 1040numuneleri üzerinde görülmütür.Çift fazl çeliklerin eroziv anma davranlarn kyaslayabilmek için çift fazlnumunelerle birlikte normalize edilmi ve ostenitik bölgeden su verilmi numuneler deeroziv anma deneylerine tabi tutulmulardr. Çift fazl çelikler, normalize edilminumunelere oranla daha az anma gösterirken neredeyse %100 martenzitik olanostenitik bölgeden su verilmi numunelere oranla daha fazla anma göstermitir. Sonuçolarak çift fazl çeliklerin sl ilem görmemi malzemelere oranla daha fazla erozivanma direnci göstermitir.Genel olarak çift fazl çeliklerin eroziv anma artlaraltnda sünek malzemelere benzer davran sergilediini söyleyebiliriz. Bu durum çiftfazl malzemelerin genel mant olan mukavemet ve sünekliin bir arada eldeedilebilirliine uygundur.Anahtar Kelimeler: Çift Fazl Çelikler, Eroziv Anma, AISI 8620, AISI 4140, AISI1020, AISI 1040.

Abstract:
In this study, erosive wear behaviour of dual phase steels was investigated by lowcarbon and low alloy steels AISI 8620, AISI 1020, AISI 4140 and AISI 1040. AISI8620 steel is intercritically treated at 7 different temperatures (723, 740, 760, 780, 810,820 ve 832 º C) and then quenched at brine solution at -10 ºC. Thus, both the changes inmartensite volume fraction and erosive wear ratio with intercritical temperature wereexplored. As the second step of the study the change in martensite volume fraction anderosive wear ratio with different alloy and carbon contents were studied. For this step,martensite volume fractions were determined by holding the intercritical heattemperature constant as 780 ºC for all steels, and erosive wear tests were carried out.While the erosive wear behaviour of the microstructures with different martensitevolume fractions after heat treatment steps were being explored, the effect of time,martensite volume fraction, impact angle and impact velocity were determinedindividually. Erosive wear tests were firstly carried out at different periods of 4, 8 and12 minutes, and at different impact velocities of 20, 30, 40, 50 and 60 m/s. At all testsG40 particles with 420 ?m size were used.As a result of studies, it was seen that martensite volume fraction was increased anderosive wear ratio was decreased by increasing intercritical heat treatment. And as aresult of the studies done on exploring the effect of time it was observed that erosivewear ratio continiously increased as the time increased, but decreased or stated nearly asconstant after a time because of the effect of incubation period.It was also seen that erosive wear behaviour was effected by impact angle and impactvelocity mainly. Generally, erosive wear ratio of dual phase steels decreased by theimpact angle increases and increased by the impact angle increases.Lastly, after the erosive wear tests carried out at different materials the erosive wearbehaviour of different materials were compared and it was seen that AISI 4140 showedthe best erosive wear resistance. After the tests carried out at the same test parametersthe highest mass loss and erosive wear ratios were seen at AISI 1020 and AISI 1040specimens.For comparing the erosive wear behaviour of dual phase steels, specimens which werenormalized and quenched from the austenitic region were tested with dual phasestructures. Dual phase steels showed less wear then normalized specimens and morewear then the specimens quenched from austenitic region that are nearly %100martensitic. As a result, dual phase steels exhibit better behaviour under erosive wearbehaviour then as received specimens. Generally, we can say that dual phase steelsshow similar erosive wear behaviour as ductile materials. This case contribute to thegeneral logic of the dual phase steels which combines strength and ductility together.Keywords: Dual Phase Steels, Erosive Wear, AISI 8620, AISI 4140, AISI 1020, AISI1040.