Dubleks Paslanmaz Çeliklerin Statik Yaşlanma Davranışları



Benzer belgeler
THE EFFECT OF STATIC STRAIN AGEING ON MECHANICAL PROPERTIES OF FERRITIC STAINLESS

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

Deformasyon yaşlanmasının AA7075 Alüminyum Alaşımının Mekanik Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi

DUBLEKS PASLANMAZ ÇELİKLERDE OLUŞAN YÜKSEK SICAKLIK FAZLARINA GENEL BİR BAKIŞ

Paslanmaz Çeliklerin. kaynak edilmesi. Özlem Karaman Metalurji ve Malzeme Mühendisi Kaynak Mühendisi

MUKAVEMET ARTIRICI İŞLEMLER

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 6 Sayı: 2 s Mayıs 2004

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

3. MALZEME PROFİLLERİ (MATERİALS PROFİLES) 3.1. METAL VE ALAŞIMLAR. Karbon çelikleri (carbon steels)

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

MUKAVEMET ARTIRICI İŞLEMLER

Çift Fazlı Çeliklerde Martensit Morfolojisinin Statik Deformasyon Yaşlanmasına Etkisi

2xx SERİSİ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA Ag İLAVESİNİN MUKAVEMETE ETKİSİ

ÇÖKELME SERTLEŞMESİ (YAŞLANMA) DENEYİ

Emre Yalçın (Odöksan ELBA) 7.Oturum: Süreçler ve Kontrol 7th Session: Process and Control

ÇİFT FAZLI ÇELİKLERDE MARTENZİT MORFOLOJİSİNİN STATİK DEFORMASYON YAŞLANMA DAVRANIŞI ÜZERİNE ETKİSİ

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

URANUS 50 DÖKÜM ALAŞIMINDA MEKANİK ÖZELLİKLERİN GELİŞTİRİLMESİ VE KOROZYON DİRENCİNE ETKİLERİ ÖZET

Geleneksel Malzemelerdeki Gelişmeler

YÜKSEK KARBONLU ÇELİKLERE SU VERME İŞLEMİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ HOŞGELDİNİZ

Doç.Dr.Salim ŞAHİN SÜRÜNME

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

DUAL FAZLI ÇELİKLERDE MARTENZİT VE YÜKLEME HIZININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

1. AMAÇ Çeliklerde ısıl işlem yoluyla mikroyapı ve mekanik özelliklerin değişiminin incelenmesi

DENEYİN ADI: Jominy uçtan su verme ile sertleşebilirlik. AMACI: Çeliklerin sertleşme kabiliyetinin belirlenmesi.

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

DENEYİN ADI: Çeliklerin Isıl İşlemi. AMACI: Çeliklerde ısıl işlem yoluyla mikroyapı ve mekanik özelliklerin değişiminin öğretilmesi.

ÇELİKLERİN VE DÖKME DEMİRLERİN MİKROYAPILARI

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 10 Yüksek mukavemetli yapı çelikleri. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

Yeniden Kristalleşme

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

CERRAHİ İĞNE ALAŞIMLARI. Microbiologist KADİR GÜRBÜZ


MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

MALZEME BİLGİSİ DERS 11 DR. FATİH AY.

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

YÜKSEK MUKAVEMETLİ ÇELİKLERİN ÜRETİMİ VE SINIFLANDIRILMASI Dr. Caner BATIGÜN

Faz ( denge) diyagramları

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

YORULMA HASARLARI Y r o u r l u m a ne n dir i?

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ/İMALAT MÜHENDİSLİĞİ (DR)

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ AŞIRI PLASTİK DEFORMASYON METOTLARININ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği

AN INVESTIGATION ON THE PRODUCIBILITY OF TRAIN WHEELS BY CASTING METHOD

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Sürünme, eğme ve burma deneyleri

makale tane sınırlarında karbür çökelmesi meydana gelmektedir. Tane sınırlarında karbür oluşumu Şekil 4'te verilmiştir.

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS)

FARKLI MALZEMELERİN KAYNAĞININ DENEYSEL VE TEORİK İNCELENMESİ

Paslanmaz Çeliklerin Kaynak İşlemi Esnasında Karşılaşılan Problemler ve Alınması Gereken Önlemler Paslanmaz çeliklerin kaynak işlemi esnasında

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

MALZEME BİLİMİ. Mekanik Özellikler ve Davranışlar. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR. (DERS NOTLARı) Bölüm 5.

DEMİR KARBON FAZ DİYAGRAMI

SAF DEMİR o C Sıvı o C δ Ferrit HMK. 912 o C γ Demir Östenit YMK. 25 o C α Ferrit HMK

İnce ve Kalın Kesitli SiMo Küresel Dökme Demirlerin, Isıl İşlem Öncesinde ve Sonrasında Mikroyapı ve Mekanik Özellikleri

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

AISI 304-AISI 430 PASLANMAZ ÇELİKLERİN DİRENÇ KAYNAK KALİTESİNE SOĞUK DEFORMASYONUN ETKİSİ

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

2-C- BAKIR VE ALAŞIMLARININ ISIL İŞLEMLERİ 2-C-3 MARTENSİTİK SU VERME(*)

Pratik olarak % 0.2 den az C içeren çeliklere su verilemez.

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Nida Katı Sermin Ozan Fırat University, Elazığ-Turkey

Al-Cu Alaşımlarında Porozite ve Mikroyapının Yaşlandırma Üzerine Etkisi

MALZEME BİLİMİ Güz Yarıyılı Kocaeli Üniversitesi Ford Otosan Ġhsaniye Otomotiv MYO. Yrd. Doç. Dr. Egemen Avcu

TEKNOLOJİSİ--ITEKNOLOJİSİ. Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ

KAZAN ÇELİKLERİNİN KAYNAK KABİLİYETİ 1. Kazan Çeliklerinin Özellikleri

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Al-Mg ALAŞIMLARINDA Mg ORANININ YORULMA DAYANIMINA ETKİSİ

SÜRTÜNME KAYNAĞIYLA BİRLEŞTİRİLMİŞ AISI 1040/DUPLEX PASLANMAZ ÇELİK ÇİFTİNDE SÜRTÜNME SÜRESİNİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

ALÜMİNYUM T6 ISIL İŞLEMİ İÇİN GELİŞTİRİLEN SEPET TASARIMI İLE ZAMAN VE ENERJİ TASARRUFU SAĞLANMASI

Yüksek Sıcaklık Sonrası Farklı Sınıflardaki Betonarme Çeliklerinin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri

Pik (Ham) Demir Üretimi

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

CALLİSTER FAZ DÖNÜŞÜMLERİ

SÜPER ALAŞIMLAR Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Demirin Kristal Yapıları

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

Sürünme ; Yüksek sıcaklıklara dayanıklı malzemelerde görülen hasar dır. Yük veya gerilme altında zamanla meydana gelen plastik deformasyona sürünme

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

Demir Karbon Denge Diyagramı

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

DOĞAL KURŞUN METALİK KURŞUN PLAKALAR

2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması

2. Sertleştirme 3. Islah etme 4. Yüzey sertleştirme Karbürleme Nitrürleme Alevle yüzey sertleştirme İndüksiyonla sertleştirme

ÇELİKLERİN KOROZYONU Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Transkript:

6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS 11), 16-18 May 11, Elazığ, Turkey Dubleks Paslanmaz Çeliklerin Statik Yaşlanma Davranışları R. Kaçar 1, H. Ertek Emre 1 ve Ö. Sinoplu 1 Karabuk Üniversitesi, rkacar@karabuk.edu.tr, hayriyeertek@karabuk.edu.tr Static Strain Ageing Behaviour of Duplex Stainless Steel Abstract In this study, the strain ageing behavior of commercially available AISI 25 dublex stainless steel was investigated so, the effect of the strain ageing in mechanical properties was determined. The as-received dublex stainless steel test pieces was solution heat treated at 980 o C for 30 minutes, water quenched and prestrained for 5 % in tension then aged at 100 o C, 300 o C, 500 o C and 600 o C for 30 min. UTS, Y2 (increase in yield strength due to strain ageing), percentage elongation, and hardness measurements were employed to investigate the effect of strain ageing on the mechanical properties. The effect of the strain ageing in the microstructure was also investigated. The experimental work has revealed that different ageing temperatures significantly affect the mechanical properties of the AISI 25 dublex stainless steel. Keywords AISI 25 dublex stainless steels, Strain ageing, mechanical properties. D I. GİRİŞ UBLEKS paslanmaz çelikler iyi derecede mekanik ve korozyon özelliklerinden dolayı ve kaynak kabiliyetlerinin iyi olması sebebiyle endüstride ısı değiştiriciler, basınç kapları, kimya endüstrisi, taşımacılık, petrol ve doğal gaz endüstri alanlarında kullanılırlar [1,3]. Genel olarak, ferritik-östenitik (dublex) paslanmaz çelik %40- ferrit fazı içerir ve tipik %22Cr-%5,5Ni-%3Mo- %0,14N kimyasal kompozisyonuna sahiptir [4,5]. Dayanım ferrit fazı tarafından sağlanırken, östenit servis sıcaklığının dayanımını --60ºC ye çeker bu özellik birçok faktöre bağlı olarak değişir. Bunlar; kimyasal içerik, yapıya uygulanan ısıl işlem ve üretim rotasına bağlıdır[4]. Dubleks paslanmaz çelikler 1000-1150 C sıcaklık aralığında tavlandığında sadece α ve γ fazları bulunur. Genelde diğer fazların oluşumunu önlemek için hızlı soğuma gereklidir. 1000 C nin altındaki sıcaklıkta dubleks çelikler kararlı değildir ve çeşitli karbürler, kırılgan krom fazları (σ ve λ) ve birincil alfa (α) oluşabilir. Krom karbürler M 7 C 3 ve M 23 C 6 tane sınırlarında çökelir. M 7 C 3 ise 950-1050 C sıcaklık aralığında çökelir. Bu sıcaklık aralığını yaklaşık 10 dakikadan daha kısa bir sürede geçerek oluşumu önlenebilir. M 23 C 6 yaklaşık 950 C nin altında hızlı çökelir. Kırılgan olduğu için arzu edilmeyen sigma fazının çökelmesi 900 C yi 2-3 dakikadan daha az bir sürede geçerek önlenebilir. İlk alfanın (α ) çökelmesi ferrit içinde yer aldığında 475 C kırılganlığına neden olabilir. α sadece ferrit fazında çökeldiğinden dubleks çelikler birincil α ile ferritik paslanmaz çeliklerdeki kadar kırılgan değildir [6,7]. Isıl işlemle sertleştirilemeyen dubleks paslanmaz çeliklere soğuk deformasyonla dayanım kazandırılır. Dubleks paslanmaz çelik soğuk şekillendirme sonucu sertleşir. Bu sebeple, sertlik uygulanan metoda ve şekillendirmenin süresine bağlıdır [4]. Isıl işlemle sertleştirilemeyen malzemelere uygulanan mukavemet arttırma yöntemlerinden biriside yaşlanmadır. Yaşlanma soğuma yaşlanması ve deformasyon yaşlanması olarak iki kısımda ele alınabilir. Deformasyon yaşlanması da statik ve dinamik yaşlanma olarak iki başlık altında toplanabilir. Statik yaşlanma; plastik deformasyondan sonra meydana gelen yaşlanma olarak tanımlanabilir. Statik yaşlanma sertleşmesinin etkisi, akma gerilmesinde bir artış ve uzamada bir düşüş olarak görülmektedir. Bu etkilere; hareket eden dislokasyonlar ve onları kilitleyen karbon ve azot arayer atomları ile karbür, nitrür veya karbonitrürlerin neden olduğu kabul edilmektedir [8,9]. Deformasyona uğrayan çeliklerde ferrit içerisinde çözünen karbon ve azot arayer atomlarının düşük sıcaklıklarda difuzyon yoluyla dislokasyon hareketine engel olarak dayanımı arttırdığı belirtilmiştir [10]. Dubleks paslanmaz çeliklerin yapılarında yaklaşık %50 oranında ferrit fazı bulunması ve karbon ve azot arayer atomları ihtiva etmesi bu çeliklerinde statik olarak yaşlanmaya maruz kalabileceğini düşündürmektedir. S.H. Lee ve diğerleri tarafından yapılan bir çalışmada AISI 304 paslanmaz çelik malzemelerin gerinim yaşlanma davranışları araştırılmıştır. Soğuk deforme edilen ostenitik paslanmaz çeliğin yaşlanma davranışının yapıda oluşan α -martenzit ve yaşlanma sıcaklığından önemli derecede etkilendiğini rapor etmişlerdir[11-13]. Metalik malzemelerin soğuk deformasyon işleminden sonra genelde düşük sıcaklıklarda tavlanması veya oda sıcaklığında uzun süre bekletilmesi sonucunda akma ve çekme mukavemetlerinin artması, sünekliğinin azalması olayı deformasyon yaşlanması olarak isimlendirilir. Soğuk deformasyon ile giderilmiş olan akma olayı, yaşlanmada tekrar görülür [14,15]. Şekil 1 de statik yaşlanma sertleşmesi olayının temel prensibi görülmektedir. Burada; normalize edilmiş yumuşak çeliğin gerilim-uzama diyagramı Şekil 1 deki (a) eğrisinde görülmektedir. Eğer numune akma sınırını aşıp belirli bir oranda plastik deformasyona maruz kalırsa ve çekme test cihazı durdurulup ardından fazla bekletilmeden çekme testine 142

R.Kaçar, H. Ertek Emre, Ö. Sinoplu devam edilirse gerilim-uzama eğrisi farklı bir akma noktası göstermez ve (a) eğrisini takip eder. Ancak; numune belirli bir oranda plastik deformasyona uğradığında test cihazı durdurulur ve numune oda sıcaklığında veya oda sıcaklığının üzerindeki sıcaklıklarda (-400 C) belli bir süre bekletildikten sonra çekme işlemine tabi tutulursa; ilk akma noktasına göre daha yüksek bir akma noktası oluştuğu görülür. Eğrinin gerilim-uzama eğrisinin (b) eğrisini takip ettiği görülür. Akma noktasındaki bu artış, statik yaşlanma sertleşmesinin en önemli kriteri olarak kabul edilmektedir. Ayrıca statik yaşlanma neticesinde çekme dayanımında bir artış, % uzama değerlerinde ise bir azalma meydana gelebilir. Fakat bunlar her zaman olmayabilir. Yaşlanma sertleşmesi olayı çeliklerin sünek/gevrek geçiş sıcaklığını, yüksek sıcaklık dayanımını, elektriksel ve manyetik özelliklerini de etkilemektedir [8, 16-18]. ΔY1: Ön deformasyonla oluşturulan gerilimdeki artış. ΔY2: Yaşlanma ile oluşturulan gerilimdeki artış. ΔY3: Deformasyon ve yaşlanmadan dolayı gerilimdeki artış (ΔY1+ΔY2). ΔU: Deformasyon ve yaşlanmadan dolayı UTS deki değişim. Δe: Deformasyon ve yaşlanmadan dolayı toplam uzamadaki değişim Şekil 1: Statik yaşlanma sertleşmesinin temel prensibi [16-18]. Yapılan literatür araştırmalarında dubleks paslanmaz çeliklerin dinamik yaşlanma davranışları hakkında birçok çalışmaya rastlanırken statik yaşlanma davranışları hakkında önemli bir literatüre rastlanmamıştır. Bu sebeple çalışmada, dubleks paslanmaz çeliklerin statik yaşlanma davranışları araştırılmış ve statik yaşlanmanın mekanik özellikler üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Kalınlığı 1.2 mm olan AISI 25 kalite dubleks paslanmaz çelik sac malzemeden çekme numuneleri TS 138 standardına göre hazırlanmış sac metal kalıbında preste basılmıştır. Numunenin görüntüsü Şekil 2 de verilmiştir. Şekil 2: Çekme deney numunesi. Çekme kalıbında hazırlanan numuneler 980 o C de ısıl işlem fırınında 30 dakika bekletilerek solüsyona alma ısıl işlemi uygulanmış ve daha sonra suda soğutulmuştur. Solüsyona alma ısıl işleminden sonra farklı sıcaklıklarda yaşlandırılacak olan numunelere 50KN kapasiteli çekme test cihazında 5mm/dak çekme hızında %5 öndeformasyon işlemi uygulanmıştır. %5 öndeformasyon işlemi uygulanmış numuneler 100, 300, 500 ve 600 o C farkı sıcaklıklarda 30 ar dakika statik yaşlandırılmıştır. Fırından çıkarılan numuneler oda sıcaklığında soğumaya bırakılmıştır. Her bir yaşlandırma sıcaklığı için üçlü test numunesi hazırlanmıştır. Ayrıca dubleks paslanmaz çeliğin ticari olarak temin edildiği şekliyle mekanik özelliklerini belirlemek içinde üçlü test numunesi hazır bekletilmiştir. A. Çekme Deneyi Statik yaşlandırma işlemi uygulanmamış ana malzeme ve farklı sıcaklıklarda statik olarak yaşlandırılan numuneler 50KN kapasiteli çekme test cihazında 5mm/dak çekme hızında koparılarak gerilim-uzama diyagramları elde edilmiştir. B. Sertlik Deneyi Deney numunelerinin sertlik deneyi ölçümleri Rockwell sertlik ölçüm cihazında yapılmıştır. Bağlantıların sertliğini belirlemek amacıyla numune üzerinde 5 ölçüm yapılarak ortalamaları alınmıştır. II. DENEYSEL ÇALIŞMALAR Çalışmada kullanılan AISI 25 kalite dubleks paslanmaz çeliğinin kimyasal bileşimi (% ağırlık) Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1: AISI 25 kalite dubleks paslanmaz çeliğin kimyasal bileşimi (% ağırlık). Fe C Si Mn P S Cr Ni Mo N 66 0,03 1 2 0,03 0,02 22 5,5 3 0,14 C. Metalografik İnceleme Metalografik incelemelerde 5X-100X büyütme kapasitesine sahip mikroskop kullanılarak numunelerin mikroyapısı detaylıca incelenmiştir. III. SONUÇLAR VE İRDELENMESİ AISI25 dubleks paslanmaz numunelerin, yaşlandırma zamanına bağlı olarak mekanik özelliklerinden akma ve 143

Sertlik (HRB) Çekme Dayanımı (N/mm 2 ) Dubleks Paslanmaz Çeliklerin Statik Yaşlanma Davranışları çekme dayanımında meydana gelen değişim Şekil 3 de grafiksel olarak gerilim-uzama eğrisi üzerinden gösterilmiştir. 78 800 76 780 74 760 72 740 68 66 sertlik maksimum çekme dayanımı 0 100 0 300 400 500 600 7 0 Şekil 3: Solüsyona alınmış ve %5 öndeformasyon işleminden sonra farklı sıcaklıklarda statik olarak yaşlandırılmış numunelerin gerilimuzama grafikleri. Grafikten görüldüğü gibi numunelerin maksimum çekme dayanımı (UTS) sırasıyla; ana malzemenin 710 N/mm 2, %5 öndeforme edildikten sonra 100 o C sıcaklıkta yaşlandırılan numunenin 740 N/mm 2, 300 o C de 748 N/mm 2, 500 o C de 792 N/mm 2, 600 o C de 772 N/mm 2 olarak ölçülmüştür. Çekme deneyi sonuçlarına göre en yüksek çekme dayanımı 500 o C de statik olarak yaşlandırma işlemi uygulanmış numunede bulunmuştur. Statik yaşlandırma ısıl işlemi sonucu oluşan mukavemet artışları, katı eriyikte serbest halde bulunan arayer atomlarından ve yaşlandırma sıcaklığına bağlı olarak oluşan çökeltilerden kaynaklanmaktadır. Bu arayer atomları ve çökeltiler uygulanan statik yaşlanma işlemiyle, yapı içerisinde homojen olarak dağılarak dislokasyon hareketine engel teşkil ederek mukavemet artışına neden olmaktadır. 600 o C sıcaklıkta yaşlandırılan numunenin çekme dayanımındaki düşme aşırı yaşlanmanın başladığına işaret etmektedir. Grafikte ayrıca solüsyona alma ısıl işlemi uygulanan numunenin gerilim uzama eğrisinde görülmeyen belirgin akma davranışı 100 o C sıcaklıkta yaşlandırma ısıl işleminden sonra belirgin hale gelmiştir. Bu serbest arayer atomlarının katı eriyik ile etkileşime girdiğinin göstergesidir [19]. Çalışmada ayrıca gerilim uzama eğrisi ve sertlik ölçümü verilerinden yararlanarak maksimum çekme dayanımı ile sertlik arasındaki ilişki yaşlandırma sıcaklığına bağlı olarak irdelenmiştir. Solüsyona alınmış malzeme ve %5 öndeformasyondan sonra farklı sıcaklıklarda 30 dakika yaşlandırılmış numunelerin sertlik ve çekme dayanımı arasındaki ilişki Şekil 4 de grafiksel olarak gösterilmiştir. Şekil 4: Solüsyona alınmış ana malzeme ve %5 öndeformasyon işleminden sonra statik olarak 100 o C, 300 o C, 500 o C, 600 o C sıcaklıklarda yaşlandırılmış numunelerin sertlik ve çekme dayanımı değerleri. Grafikten görüldüğü gibi artan yaşlandırma sıcaklığına bağlı olarak deney numunelerin maksimum çekme dayanımında ve sertlikte 500 o C kadar bir artış görülmektedir. Dayanım ve sertlik artışının sebebi dislokasyon hareketine engel teşkil eden serbest arayer atomları ve kromca zengin karbür ve nitrürler olduğu düşünülmektedir. Aşırı yaşlanmanın sonucu olarak 600 o C de sertlik ve çekme dayanımı değerinde düşüş gözlemlenmiştir. Artan yaşlanma sıcaklığına bağlı olarak yapıda oluşan çökelti boyutları artarak dislokasyon başına düşen çökelti miktarı azaldığı için dislokasyon hareketine yeterince engel olunamaması dayanım ve sertlik azalmasının temel sebebidir []. Solüsyona alındıktan sonra %5 öndeforme edilerek 100 o C, 300 o C ve 500 o C ve 600 o C sıcaklıkta 30 dakika yaşlandırılan AISI 25 kalite çeliğin Y2 (gerinim yaşlanmasından dolayı akma dayanımındaki artış) ve sertlikte meydana gelen değişim araştırılmıştır. Sonuçlar Şekil 5 de grafiksel olarak gösterilmiştir. Şekil 5 de görüldüğü gibi, dubleks paslanmaz çeliklerin 30 dakikalık yaşlanma zamanında 500 o C ye kadar artan yaşlanma sıcaklığına bağlı olarak Y2 değerlerinde sürekli bir artış ancak 500 o C den sonra Y2 değerinde düşüş gözlemlenmiştir. En yüksek Y2 artışı 500 o C sıcaklıkta 110 MPa olarak tespit edilmiştir. Yaşlanmadan dolayı akma dayanımındaki artış AISI 25 dubleks paslanmaz çeliklerde statik yaşlanmanın olduğunu göstermektedir. Buono ve diğerleri tarafından yürütülen bir çalışmada AISI 430 paslanmaz çeliklerin yapısında dislokasyonların hücresel bir formda düzenlendiğini rapor edilmiştir [9]. Dubleks paslanmaz çeliklerin yapısında yaklaşık % 50 ferrit fazı bulunması sebebiyle 0-300 o C yaşlandırma sıcaklığına kadar kümeleşen karbon ve azot 144

% Kopma Uzaması Çekme Dayanımı (N/mm 2 ) Y2 Delta Y2 Sertlik (HRB) R.Kaçar, H. Ertek Emre, Ö. Sinoplu arayer atomları dislokasyonlara engel olarak mukavemet artışı sağlarken, aynı işin 500 o C yaşlandırma sıcaklığına kadar kromca zengin karbür ve nitrürler tarafından yapıldığı düşünülmektedir. Krafft Fe-Cr alaşımlarında tane içi ve tane sınırlarında krom karbür oluşumu 315-9 o C sıcaklık aralığında oluştuğunu rapor etmiştir [21]. 110 105 100 95 90 85 80 75 65 60 55 50 45 40 35 30 0 100 0 300 400 500 600 110 Yaslanmaya bagli gerinim artisi Sertlik 100 0 300 400 500 600 105 100 95 90 85 80 75 65 60 55 50 45 40 35 30 alaşımında istenmeyen çökelen bu intermetalik fazlar 3-480 o C sıcaklık aralığında oluşur. Birincil alfa, kromca zengin fazlar örneğin; M 23 C 6, M 23 (C, N) 6 karbürler veya kromca zengin nitrürler 3 ile 480 o C sıcaklık aralığında çökelerek tokluğu düşürürler. Bu çökeltilerin toplam etkisi 475 o C gevrekliği olarak bilinir [21,22]. Solüsyona alınmış ana malzeme ile solüsyona alındıktan sonra %5 öndeforme edilerek 100 o C, 300 o C ve 500 o C o C de statik olarak yaşlandırılmış AISI 25 dubleks paslanmaz malzemelerin mikroyapı görüntüleri Şekil 7 te verilmiştir. Şekil 7 de solüsyona alınan ana malzemenin mikroyapısı östenit ve ferrit fazlarından oluşmaktadır. Yaşlanma sıcaklığı arttıkça çökelti olduğu düşünülen oluşumların meydana geldiği gözlemlenmiştir. Statik yaşlandırmada artan yaşlandırma sıcaklığı ile oluşan çökeltilerin matris içinde homojene yakın dağılım gösterdiği ve bu sebeple malzemenin dayanımının arttığı düşünülmektedir. Şekil 5: Numunelerde yaşlanma sıcaklığına bağlı olarak Y2 ve sertlik değerlerinde meydana gelen değişim. Çalışmada ayrıca % kopma uzaması ve çekme dayanımındaki değişim de belirlenmiştir. Sonuçlar Şekil 6 da gösterilmiştir. (a) (b) 800 24 780 23 22 760 (c) (d) 21 740 Şekil 7: Solüsyona alınmış AISI 25 kalite dubleks paslanmaz çelik; a) Solüsyona alınmış ana malzeme b) 100 o C de c) 300 o C de d) 500 o C de statik yaşlandırılmış numunelerin mikroyapı görüntüsü 19 7 18 % Kopma Uzaması Çekme Dayanımı 0 100 0 300 400 500 600 0 IV. GENEL SONUÇLAR Yürütülen bu çalışmada genel olarak elde edilen bulgular aşağıdaki gibi özetlenebilir; Şekil 6: Test numunelerin yaşlanma sıcaklığına bağlı % kopma uzaması ve çekme dayanımı değerleri Şekil 6 dan görüldüğü gibi artan yaşlanma sıcaklığına bağlı olarak % kopma uzamasında 500 o C ye kadar bir miktar azalma görülürken çekme dayanımı artmıştır, 600 o C de kopma uzamasında artış, çekme dayanımında ise düşüş gözlemlenmiştir. Örneğin solüsyona alınmış malzemenin % kopma uzaması ( %24. 4) 100 o C yaşlandırma işleminden sonra % 22.5, 500 o C yaşlandırmadan sonra %18.21 e düşmüş 600 o C yaşlandırmadan sonra ise %21.629 çıkmıştır. Şekillendirilebilirlikteki kayıp intermetalik fazların çökelmesine atfedilebilir. Çünkü birçok paslanmaz çelik AISI 25 dubleks paslanmaz çeliğinin statik yaşlandırma ısıl işlemi, malzemenin mekanik özelliklerinden sertlik, maksimum çekme ve akma dayanımında artışa neden olduğu bulunmuştur. Statik yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmış numunelerin çekme deneyi sonuçlarında en düşük çekme dayanımı 100 o C de yaşlandırılan numunede görülmüş ve değeri 740 N/mm 2 olarak bulunmuştur. Maksimum çekme dayanım değeri ise 500 o C de yaşlandırılan numunede ve 792 N/mm 2 olarak bulunmuştur. 145

Dubleks Paslanmaz Çeliklerin Statik Yaşlanma Davranışları Yaşlandırılan numunelerde çekme dayanımı ve sertlik artışıyla birlikte % kopma uzamasında düşme tespit edilmiştir. Aşırı yaşlanmaya bağlı olarak 600 o C sıcaklıkta çekme dayanımı ve sertlikte düşüş fakat % kopma uzamasında artış bulunmuştur. Yapılan yaşlandırma ısıl işlemi sonucunda dubleks paslanmaz çeliğin statik yaşlandığını gösteren Y2 değerindeki artış 100 C için yaklaşık 38 MPa iken 500 C yaşlandırma sonucunda bu yaklaşık 100 MPa değerine ulaşmıştır. [] C. Lee, B.K Zuidema, On High Strength Sheet Steels For The Automotive Industry, In: Proc. Symp, Iron And Steel Society, Warrendale, PA, p. 103, 1994. [21] H. Krafft, Alloy 430 Ferritic Stainless Steel Welds Fail Due to Stress Corrosion Cracking In Heat Recovery Steam Generator, Journal of Failure Analysis and Preventation, Vol. 2 (4), pp. 39-46, 02. [22] M. Martinsa, L.C. Castelettic, Sigma Phase Morphologies İn Cast And Aged Super Duplex stainless Steel, materials characterization, 60, pp.792-795, 09. Metalografik incelemeler neticesinde yaşlandırmaya bağlı olarak mikroyapıda çökeltiler göze çarpmaktadır. Bu durum yaşlandırma işleminde karbon ve azot arayer atomlarının yanı sıra çökeltilere bağlı olarak meydana geldiğine işaret etmektedir. Genel olarak sonuçlar; dubleks paslanmaz çeliklerin mukavemetinin statik yaşlanma ile artırılabileceğine işaret etmektedir. KAYNAKLAR [1] T. Kuroda, K. Ikeuchi, H. Ikeda, Flash butt resistance welding for duplex stainless steels, Vacuum, 80, pp.1331 1335, 06. [2] R. Kaçar, M. Acarer, Microstructure-property relationship in explosively welded duplex stainless steel-steel, Materials Science Engineering A, 363, p. 290, 03. [3] B.I. Vorenenk, Austenitic-ferritic stainless steel, State of art review, Metal science and heat treatment, vol.39,no.9-10, pp.428-437, 1997. [4] Ö. Kartal, AISI 430 ferritik paslanmaz çeliklerin statik yaşlanması, Ms, Teknik Eğitim Fakültesi, Karabük Üniversitesi, Zonguldak, 08. [5] Y. Z. Kayir, Dünyada Ve Türkiye de Paslanmaz Çelik, Kosgeb, 09. [6] C. Pettersson and S. Fager, Welding practice for the Sandvik duplex stainless steels SAF 2304, SAF 25 and SAF 07, AB Sandvik Steel, S-811 81, Sweden, 1995. [7] W. F. Smith, M. Erdoğan, Mühendislik Alaşımlarının Yapı ve Özellikleri, cilt 1, Nobel Yayın Dağıtım Ltd. Şti, Ankara, 00. [8] A. Tosun, Yaşlandırılan çift-fazlı çeliklerin mekanik davranışlarının incelenmesi, Yüksek lisans tezi., Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 07. [9] W.T.L Buono, B.M. Gonzales and M.S. Andrade, Strain ageing of AISI 430 ferritic stainless steel, Scripta Materialia, Vol.38, No.2, pp.185-190, 1998. [10] D. B. Park, J. W. Lee, Y. S. Lee, K. T. Park, and W. J. Nam, Met. Mater. Int. 14, 59, 08. [11] S.H. Lee, H. Utsunomiya, T. Sakai, Mater. Trans. 45 2177, 04. [12] K. Beyenal, AISI 25 dubleks paslanmaz çeliğine uygulanan statik yaşlandırma işleminin mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi, S.Thesis, Teknik Eğitim Fakültesi, Karabük Üniversitesi, Karabük, 09. [13] M. Shafy, Embrittlement prediction of aged austenitic stainless steel welded components using hardness measurements, Egypt. J. Solids, Vol.28, No. 2, pp. 3-335, 05. [14] G.M. Reddy, T. Mohandas, Journal of Materials Science Letters,, p. 721, 01. [15] W.S. Brandao, W.T.L Buono, P.V. Marques, P.J. Modenesi, Welding International, 6, 9, p. 713, 1992. [16] CASTRO, R. - CADENET, J.J.: Welding Metallurgy of Stainless Steel and Heat Resisting Steels, Cambridge University Press, 1974. [17] T. Savaşkan, Malzeme Bilgisi ve Muayenesi, 4. Baskı, Trabzon, 07. [18] W. D. Callister, Materials Science and Engineering, An Introduction, John Wiley and Sons, Inc, New York, USA, 1996. [19] R. Kaçar, S. Gündüz, Increasing the Strength of AISI 430 Ferritic Stainless Steel by Static Strain Ageing, Kovove Materialy-Metallic Materials, vol. 47, No.3, 09. 146