AISI D6 ÇELİĞİNİN ADHESİF AŞINMA DAVRANIŞINA ISIL İŞLEM ŞARTLARI VE KAYMA HIZLARININ ETKİLERİ



Benzer belgeler
ORTA KARBONLU ÇELİKLERİN ABRASİVE AŞINMA DİRENCİNİN GELİŞTİRİLMESİ

BORLANMIŞ AISI 4140 ÇELİĞİNDE BOR KATMAN KALINLIĞININ ABRASİF AŞINMA DAVRANIŞINA ETKİSİ

B 4 C /Al KOMPOZİTLERİN TAKVİYE HACİM ORANINA BAĞLI OLARAK ABRASİF AŞINMA DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

INVESTIGATION OF ADHESIVE WEAR BEHAVIOUR OF PRODUCED COUNTER GRAVITY CASTING PROCESS Al ALLOY

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

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

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

YERÇEKİMİNE TERS VE GELENEKSEL DÖKÜM YÖNTEMLERİ İLE ÜRETİLEN AlSi ALAŞIMININ ADHESİF AŞINMA DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

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

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

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

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

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

Sementasyon İşleminin Farklı Çeliklerin Mikroyapı ve Sertlik Değerlerine Etkileri

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

Al-Cu Alaşımlarında Porozite ve Mikroyapının Yaşlandırma Üzerine Etkisi

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

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

Bölüm 11: Uygulamalar ve Metal Alaşımların İşlenmesi

Retrogresyon İşleminin 7075 Alüminyum Alaşımının Aşınma Davranışına Etkisi

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

6. BEYAZ ve YÜKSEK ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLER

YÜKSEK KARBONLU ÇELİKLERE SU VERME İŞLEMİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

DUAL FAZLI ÇELİKLERDE MARTENZİT VE YÜKLEME HIZININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

SICAK İŞ TAKIM ÇELİKLERİ B İ R K A L İ T E M A R K A S I

BĐLYALI DÖVÜLMÜŞ AA2024 ALÜMĐNYUM ALAŞIMININ AŞINMA ÖZELLĐKLERĐ

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

33MnCrB5 BORLU ÇELİK VE Ç 1050 ÇELİK MALZEMENİN ADHESİVE AŞINMA DİRENCİNİN ARAŞTIRILMASI

Mikroyapısal Görüntüleme ve Tanı

TiC-Co Esaslı Çizici Kalem Karakterizasyonu

Prof. Dr. Yusuf ÖZÇATALBAŞ. Malzeme Seçimi/ 1

İNTERMETALİK MALZEMELER. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR (DERS NOTLARI-4)

ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

SEMENTE EDİLMİŞ 8620 KALİTE ÇELİĞİN ÖZELLİKLERİNE SIFIRALTI İŞLEMİN ETKİSİ

Borlama Süresinin Düşük Karbonlu Mikro Alaşımlı Çeliklerin Sertlik Değerleri Üzerine Etkisi

DÜŞÜK KARBONLU BİR ÇELİĞİN KAYNAĞINDA TERMOMEKANİK İŞLEMİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

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

AA2014 ALÜMİNYUM ALAŞIMI INGOTUN İÇYAPISINA HOMOJENİZASYON SICAKLIĞININ ETKİSİ

ÜÇ FARKLI ÇELİĞE KATI BORLAMA İŞLEMİ YAPILMASININ İÇ YAPI VE SERTLİK ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

Yahya TAŞGIN ve Mehmet KAPLAN Fırat Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Metal Eğitimi Bölümü, Elazığ

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl. Yüksek Lisans-Tezli İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ/MAKİNE FAKÜLTESİ 1969

Ç l e i l k i l k e l r e e e Uyg u a l na n n n Yüz ü ey e y Ser Se tle l ş e t ş ir i me e İ şl ş e l m l r e i

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

BASINÇLI İNFİLTRASYON YÖNTEMİ İLE ÜRETİLEN Al- SiCp KOMPOZİTLERDE PARTİKÜL BOYUTUNUN ABRASİV AŞINMA DAVRANIŞINA ETKİSİ

Konu: Yüksek Hassasiyetli Yağ Keçelerinin Takviye Bilezik Kalıplarının Üretiminde Kullanılan Takım Çelikleri ve Üretim Prosesleri

ÇELİK LİFLERİN TAZE BETON ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ EFFECT OF STEEL FIBERS ON FRESH CONCRETE PROPERTIES

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 1 Isıl İşlem Yöntemlerinin Sınıflandırılması ve Tanımlanması

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

Chapter 9: Faz Diyagramları

6.WEEK BİYOMATERYALLER

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI İLE BİRLEŞTİRİLMİŞ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İSTATİSTİKSEL OLARAK İNCELENMESİ

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

İTÜ Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, 34469, Ayazağa, İstanbul

SAVUNMA SANAYİNDE KULLANILAN PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENEBİLİRLİKERİNİN İNCELENMESİ

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 5 Metaller, Bakır ve Magnezyum. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

Doç.Dr.Salim ŞAHİN SÜRÜNME

Yüksek Mukavemetli Düşük Alaşımlı Çeliklerin Kaynağı. Özlem Karaman Metalurji ve Malzeme Mühendisi Kaynak Mühendisi

AR-GE LABORATUVARLARI FAALİYET FORMU (2014 YILI)

Fe-%5,23V VE Fe-%15V ALAŞIMLARININ YENİDEN KRİSTALLEŞME KİNETİĞİ

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

Malzeme Bilgisi ve Gemi Yapı Malzemeleri

MMM 2011 Malzeme Bilgisi

ASC (ANDALUZİT, SİLİSYUM KARBÜR) VE AZS (ANDALUZİT, ZİRKON, SİLİSYUM KARBÜR) MALZEMELERİN ALKALİ VE AŞINMA DİRENÇLERİNİN İNCELENMESİ

Nida Katı Sermin Ozan Fırat University, Elazığ-Turkey

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

AA2014 ALÜMINYUM ALAŞIMI INGOTUN İÇYAPİSİNA HOMOJENIZASYON SİCAKLİĞINİN ETKISI

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

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

YÜKSEK MUKAVEMETLİ ÇELİKLERİN ÜRETİMİ VE SINIFLANDIRILMASI Dr. Caner BATIGÜN

AISI 303 OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENMESİNDE KESME HIZI VE İLERLEMENİN TALAŞ BİÇİMİNE ETKİSİ

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

Öğrenim Durumu. Verdiği Dersler. İdari Görevler

İYC MADENCİLİK SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. NE AİT MUĞLA - FETHİYE YÖRESİ BEJ TÜRÜ KİREÇTAŞININ FİZİKO-MEKANİK ANALİZ RAPORU

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR

RAYLI SİSTEMLERDE KULLANILAN FREN SABOLARININ AŞINMA KARAKTERİSTLİĞİNİN İNCELENMESİ

«Tane İnceltme İşleminin İyileştirilmesi ve Alçak Basınçlı Döküm Sistemiyle AlSi5Mg0.3 Alaşımlı Jant Üretimi»

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 2 sh Mayıs (WEAR RESISTANCE OF POLIESTER- Al 2 O 3 COMPOSITES)

Temperleme İşleminin Yağda Soğutulan Çeliklerin Mikroyapı ve Sertlik Özelliklerine Etkisi

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

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 BÖLÜM 2

CuSn10 YATAK MALZEMESİNİN TRİBOLOJİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

WEAR PROPERTIES OF FE-CU-C BASED MATERIALS PRODUCED BY POWDER METALURGY

TEL EROZYON YÖNTEMİ İLE İŞLENEN KALIP ÇELİKLERİNDE İŞLEM PARAMETRELERİNİN YÜZEY KALİTESİNE ETKİSİ

formülü zamanı da içerdiği zaman alttaki gibi değişecektir.

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ

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

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

Dislokasyon hareketi sonucu oluşan plastik deformasyon süreci kayma olarak adlandırılır.

Transkript:

Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ. Cilt 25, No 3, 587-592, 2010 Vol 25, No 3, 587-592, 2010 AISI D6 ÇELİĞİNİN ADHESİF AŞINMA DAVRANIŞINA ISIL İŞLEM ŞARTLARI VE KAYMA HIZLARININ ETKİLERİ Hasan HASIRCI Döküm Eğitimi A.B.D., Teknik Eğitim Fakültesi, Gazi Üniversitesi, Ankara hasirci@gazi.edu.tr (Geliş/Received: 07.10.2009 ; Kabul/Accepted: 31.05.2010) ÖZET Bu çalışmada, AISI D6 çeliğinin adhesif aşınma davranışına uygulanan tavlama ve normalizasyon ısıl işlemlerinin etkileri araştırılmıştır. Normalizasyon işleminde, çelik numuneler, 900 ve 950 C de 30 dakika östenitlenmiş ve daha sonra havada soğumaya bırakılmıştır. Numune 850 C de 30 dakika süreyle tavlanmıştır. Adhesif aşınma testleri, disk üzerinde pim cihazında, 20 ve 40N yük altında 1 ve 1.5 m s -1 kayma hızlarında gerçekleştirilmiştir. Tavlanmış numune adhesif aşınma direncinde ve sertliğinde azalma göstermiştir. Normalize edilmiş numunelerin adhesif aşınma direnci ve sertliği 900 C de 30 dakikada artmış, ancak 950 C de 30 dakikada sertlik ve aşınma direnci azalmıştır. Anahtar Kelimeler: Adhesif aşınma, AISI D6 çeliği, normalizasyon. EFFECTS OF HEAT TREATMENT CONDITIONS AND SLIDING SPEEDS ON THE ADHESIVE WEAR BEHAVIOR OF AISI D6 STEEL ABSTRACT In this study, effects of wear speeds on the adhesive wear behavior of heat treated AISI D6 steel were investigated. In normalization, steel specimens were austenitized at 900 and 950 ºC for 30 minutes and then aircooled. Sample was annealed at 850 ºC for 30 minutes. Adhesive wear tests were performed by pin-on-disc adhesive wear tester under loads of 20 and 40 N at a sliding speeds of 1 and 1.5 m s -1. Annealed sample showed decreasing adhesive wear resistance and hardness. Adhesive wear resistance and hardness of normalized specimen increased up to 900 ºC for 30 minutes, but it decreased at 950 ºC for 30 minutes. Keywords: Adhesive wear, AISI D6 steel, normalizing. 1. GİRİŞ (INTRODUCTION) Çelik malzemeler, farklı amaçlarla çok farklı kullanım alanlarına sahip metalik malzemelerin başında gelmektedir. Bu nedenlerle farklı beklentilere sahip çeliklerin üretimi gerekmektedir. Bu malzemeler alaşım elementi ilavesi, deformasyon ve ısıl işlem yoluyla bu farklı beklentileri karşılayabilecek hale getirilebilmektedirler. Bu amaçlar doğrultusunda çeliklere normalizasyon, tavlama, östemperleme, martemperleme, borlama gibi daha bir çok ısıl işlem uygulanarak bu malzemelerin özellikleri geliştirilmekte ve hedeflenen amaçlara uygun malzemeler üretilmektedir [1-6]. Çelik malzemelere; tokluk, sertlik, süneklik ve işlenebilirlik özelliklerini geliştirmek, tane yapısını inceltmek, artık gerilmeleri gidermek ve aşınma direncini geliştirmek için farklı ısıl işlemler uygulanmaktadır. Bunların en önemlilerden birisi normalizasyon ısıl işlemleridir. Normalizasyon, çeliklerin kritik tavlama sıcaklığı üzerine ısıtılması ve havada soğutulması işlemlerini kapsamaktadır. Normalizasyon ötektoid altı ve ötektoid üstü çeliklerin her ikisi için üst kritik sıcaklık üzerinde uygulanabilir [1-5]. AISI D6 çeliği ısıl işlemlerdeki iyi boyutsal kararlılık ve derinliğine sertleştirme yapılabilirlikleri ile öne çıkmaktadır. Isıl işlemlerin ardından yüksek oranda basma dayanımı ve aşınma direnci gösterirler. Bu çelik malzeme yüksek abrasif ve adhesif aşınma direncine sahiptir. Yumuşak ve sert kesme işlemlerinde kullanılırlar. Seramik kalıpları, kırıcı ve öğütücü tekerlekleri imalatları yaygındır. Derin çekme işlemlerinde, eğme, soğuk ve sıcak çekme araçları üretilebilir. AISI D6 çeliğinin

H. Hasırcı AISI D6 Çeliğinin Adhesif Aşınma Davranışına Isıl İşlem Şartları ve Kayma Hızlarının Etkileri üstün yapısal ve mekanik özellikleri nedeniyle bir çok etkene karşı dayanıklı ve uzun ömürlü takımların imalatında kullanılmasında etkili olmaktadır [7-11]. Bu çalışmada kullanılan numuneler standart metalografik işlemlerden sonra mikro yapısal incelemeye tabi tutulmuştur. Diğer yandan aşınma sonuçlarının yorumlanmasında kullanılmak amacıyla bütün numunelerin HRc cinsinden sertlikleri standart test şartlarında ısıl işlem görmüş yüzeylerden alınarak ölçülmüştür. Aşınma testleri, disk üzerinde pim aşınma test cihazında, 20 ve 40 N yükler altında 1 ve 1.5 m sn -1 kayma hızlarında her bir test sırasında toplam 3600 metre yol yapılarak gerçekleştirilmiştir. 3. DENEYSEL SONUÇLAR VE TARTIŞMA (Experimental Results and Conclusion) Şekil 1. Çelikler için zaman-sıcaklık-dönüşüm (TTT) diyagramı [5] (Time-temperature-transformation (TTT) diagram for steels) Şekil 1 de sıcaklık, süre ve sertlik ilişkisi sürekli zaman-sıcaklık-dönüşüm diyagramı yardımıyla gösterilmektedir. Çeliğin normalleştirilmesi neticesi, tavlamadan daha sert ve mukavemetli çelik oluşturmak, işlenebilirliği geliştirmek, tane yapısının modife edilmesi ve inceltilmesi, çekme mukavemeti ve sertlikte azalma olmaksızın, nispeten iyi süneklik elde edilmektedir. 3.1. Mikro Yapısal Özellikler (Micro structural Properties) Isıl işlemsiz ve farklı ısıl işlemler uygulanmış numunelerin mikro yapıları aşağıda Şekil 2 de verilmiştir. Isıl işlemlerin çelik malzemelere uygulanma amaçları doğrultusunda; tavlama ve normalizasyon ısıl işlemlerinin AISI D6 malzemesinin yapı, sertliği ile farklı yük ve kayma hızlarındaki adhesif aşınma karakteristiklerine etkilerinin belirlenmesi amacıyla bu çalışma yapılmıştır. 2. DENEYSEL ÇALIŞMALAR (EXPERIMENTAL WORKS) Aşağıda Tablo 1 de kimyasal bileşimi verilen AISI D6 çeliği çubuk şeklinde satın alınmıştır. Çelik malzemeye uygulanan ısıl işlemler Tablo 2 de özetlenmiştir. Numunelerin tavlama ısıl işlemleri 850 C de, normalizasyon işlemleri ise 900 ve 950 C de 30 dakika atmosfer kontrolsüz fırında işlem sıcaklık kontrolünün yapıldığı ortamda östenitlenerek havada soğumaya bırakılması şeklinde gerçekleştirilmiştir. Tablo 1. AISI D6 malzemesinin kimyasal bileşimi (%) (Chemical composition of AISI D6 material) C Si Mn P S Mg Cr 2,15 0,38 0,33 0,22 0,17-11,98 Ni Mo Cu Al Ti V Nb 0,16 0,13 0,05 0,014 0,003 0,038 0,004 W Co Sn Pb Fe 0,61 0,034 0,009 0,022 Kalan Tablo 2. AISI D6 çeliğine uygulanan ısıl işlemler (Heat treatments applied to AISI D6 material) Numune no Uygulanan Isıl işlemler 1 İşlemsiz 2 850 ºC sıcaklıkta 30 dakika tavlama 3 900 ºC sıcaklıkta 30 dakika normalizasyon 4 900 ºC sıcaklıkta 30 dakika normalizasyon Şekil 2. Deneysel şartlara bağlı olarak AISI D6 malzemesinin mikro yapısında meydana gelen değişimler; a) 1 nolu numune, b) 2 nolu numune, c) 3 nolu numune, d) 4 nolu numune, (Dağlama %2 lik nital) (Variations in the microstructure of AISI D6 steel with experimental conditions; (a) specimen 1, (b) specimen 2, (c) specimen 3 and (d) specimen 4, Etchant is 2% nital solution) 588 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 3, 2010

AISI D6 Çeliğinin Adhesif Aşınma Davranışına Isıl İşlem Şartları ve Kayma Hızlarının Etkileri H. Hasırcı Mikro yapı görüntülerine bakıldığında; ısıl işlemsiz 1 nolu numunenin AISI D6 çeliğinin bileşimi nedeniyle perlit+ledeburitten (Şekil 2.a), ısıl işlem uygulanmış numunelerin ise dönüşüme uğrayarak şartlara bağlı farklı oranlarda perlit+ledeburitten meydana geldiği görülmektedir. Tavlama uygulanması sonucunda ve normalizasyon ısıl işlem sıcaklığının artmasıyla (950 C) birlikte genel olarak perlit miktarının arttığı tespit edilmiştir. Farklı ısıl işlemlerin uygulanmasına karşın, satın alınmış, tavlanmış ve normalize edilmiş (Şekil 2) numunelerde benzer mikro yapılar elde edilmiştir. Çünkü uygulanan ısıl işlemlerle AISI D6 çekil malzemenin yapısı faz dönüşümü açısından fazla bir değişikliğe uğramamaktadır. Diğer yandan 900 C den daha yüksek sıcaklıkta (950 C) normalize edilen numunede yapıda bir miktar kabalaşmanın meydana geldiği görülmüştür. 3.2. Sertlik ve Aşınma Test Sonuçlarının Değerlendirilmesi (Evaluation of Hardness and Wear Tests) Normalizasyon işlemleri genellikle çelik malzemelerde soğuk deformasyon etkilerinin kısmen azaltılması ve malzemenin sertliğinin bir miktar artırılması amacıyla uygulandığı bilinmektedir [1-5,12]. Bu çalışmadaki sonuçlar incelendiğinde; elde edilen sonuçların normalizasyon ve tavlama ısıl işlemlerinin amaçlarına uygun olduğu Şekil 3 teki sonuçlardan görülmektedir. Bu sonuçlar; normalizasyon işlemi ile malzeme sertliğinde büyük miktarda artışın ( %100) Sertlik, HRc 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 Num une no Şekil 3. Farklı işlemler sonucunda numunelerin sertlik değerlerinin değişimi (Variation of hardness values of specimens after different treatments) meydana geldiğini göstermiştir. Tavlanmış numune incelendiğinde ise; uygulama sıcaklığı ve süresi açısından malzeme sertliği bu ısıl işlemin doğal sonucu olarak orijinal halinden daha da düşük elde edilmiştir. Öte yandan normalizasyonlu numuneler kendi aralarında değerlendirildiklerinde, normalizasyon işleminin, uygulama sıcaklığının 50 C artmasıyla birlikte numunelerin sertliklerinde bir azalmanın meydana geldiği görülmektedir. Normalize edilen numunede sertlikteki bu azalmanın daha yüksek (950 C) sıcaklıkta uygulanan ısıl işlem sonucunda daha önce mikroyapı kısmında bahsedilen bir miktar yapısal kabalaşmaya bağlı olduğu görülmektedir. Üretilen numuneler aşınma şartlarındaki davranışlarının belirlenmesi amacıyla aşınma testlerine tabi tutulmuş ve elde edilen sonuçlar Tablo 3 ve Şekil 4 verilmiştir. Diğer yandan aşınma işlem şartlarından kayma hızındaki değişime bağlı olarak her bir yük için değişimler % olarak Şekil 5 ve ısıl işlemsiz malzeme referans alınarak ağırlık kaybındaki değişim mg türünden meydana gelen değişimler ise Şekil 6 da gösterilmiştir. Sonuçlar uygulanan yükler bakımından değerlendirildiğinde; uygulanan yük miktarındaki artışla birlikte tüm numunelerde aşınma miktarında da artışın meydana geldiği görülmüştür. Numunelerdeki aşınma miktarlarının aynı zamanda üretilen malzemelerdeki sertliklerle doğru orantılı olduğu da elde edilen sonuçlardan açıkça görülmektedir. Aşınma çalışmalarında elde edilen sonuçlar sadece sertlikle ilişkilendirilerek değerlendirilmemektedir. Metal ve alaşımlarının aşınma özellikleri genellikle mikro yapısal ve mekanik özellikleri ile yapılan işlemlere bağlı olarak değişmektedir [12-18]. Diğer yandan bazen de sonuçlar açısından bir terslik yoksa, sertlik tek başına bir değerlendirme aracı olarak kullanılabilir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar sertlikle ilişkili olarak değişmektedir. Numune sertliğinin artmasıyla aşınma miktarı azalmaktadır. 1 m/sn kayma hızındaki testler sırasında uygulanan her iki yükte de en fazla aşınma en yumuşak 2 nolu tavlanmış numunede meydana gelirken, en düşük aşınma ise en yüksek sertliğe sahip 3 nolu numunede (900 C de normalizasyon) meydana gelmektedir. Normalize edilen numuneler (3 ve 4 nolu numuneler) kendi aralarında değerlendirildiğinde ise; yine ısıl işlemle elde edilen sertlikteki artışla aşınma miktarının Tablo 3. Deneysel şartlarla AISI D6 çelik numunelerin ağırlık kaybının değişimi (TVariations in weight loss of specimens of AISI D6 steel with experimental conditions) Ağırlık Kaybı (mg), Ağırlık Kaybı (mg), Kayma hızdaki artışa bağlı olarak ağırlık kaybının değişimi (%) (Yük: 20 N) (Yük: 40 N) Numune No Kayma Hızı 1 m/sn Kayma Hızı 1.5 m/ sn Kayma Hızı 1 m/ sn Kayma Hızı 1.5 m/ sn Yük: 20 N Yük: 40 N Sertlik (HRC) 1 8.5 3.2 10.5 5.7-62.4-45.7 23 2 10.5 2.3 13.3 3.7-78 - 72.2 22 3 7 4.2 9 10.3-40 + 14.4 49 4 7.2 6.6 9.5 10.1-8.3 + 6.3 45 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 3, 2010 589

H. Hasırcı AISI D6 Çeliğinin Adhesif Aşınma Davranışına Isıl İşlem Şartları ve Kayma Hızlarının Etkileri Şekil 4. Deneysel şartlarla AISI D6 çelik numunelerinin ağırlık kaybının değişimi (Variations in weight loss of specimens of AISI D6 steel with experimental conditions) azaldığı görülmektedir. Normalizasyonla sertliğin artması aşınmayı azaltmakta (3 nolu numune), ancak 4 nolu numunede ise sıcaklığın 900 C den 950 C ye artmasıyla birlikte yapısal kabalaşma nedeniyle sertlik azalmakta ve aşınma miktarı da doğal olarak artmaktadır. Başka bir ifadeyle 1 m/sn kayma hızındaki aşınma miktarları sertlikle ters bir ilişkiye sahiptir. Diğer yandan 1.5 m/sn kayma hızında ise durum tersine dönerek aşınma miktarları 4 nolu Ağırlık kaybının değişimi, % 20 10 0-10 -20-30 -40-50 -60-70 -80 1 2 3 4 Numune no 20N 40N Şekil 5. Kayma hızındaki artışa bağlı olarak AISI D6 çeliğinin ağırlık kaybının değişimi (Variations in weight loss of specimens of AISI D6 steel depend on incresing sliding speed) Ağırlık kaybının değişimi, mg 5 4 3 2 1 0-1 -2 20N-1 m/sn 40N-1 m/sn 20N-1.5 m/sn 40N-1.5m/sn Numune no 1 2 3 4 Şekil 6. 1 nolu ısıl işlemsiz numune baz alınarak aşınma sonuçlarının değişimi (Variation of the wear results based on specimen 1 without heat treatment) numune hariç genel olarak sertlikle paralellik göstermektedir. Sertlik arttıkça aşınma da artmaktadır. Bu çalışmanın diğer bir yönü olan kayma hızındaki değişime bağlı olarak aşınma miktarının değişiminin tespit edilmesi farklı hızlarda birbirleri üzerinde çalışacak olan AISI D6 çeliğinin bu özelliğinin karakterize edilmesinde yararlı olacaktır. Bu amaçla 1 ve 1.5 m/sn hızlarında yapılan testlerde yükün 20 den 40N a artışı sonucunda aşınmanın % değişimi Şekil 5 te verilmiştir. Sonuçlar bütün numunelerde yük artışına bağlı olarak aşınmanın arttığını, ancak kayma hızının artmasıyla genelde azaldığını açıkça ortaya koymaktadır. Yükün artmasına bağlı olarak malzeme daha kolay deformasyona uğrayarak yorulmakta ve numune yüzeyinde malzeme kaybında artmaya neden olmaktadır. Buna bağlı olarak aşınma miktarı artmaktadır. Kayma hızının artması sertliği ve yapısal gerilimi yüksek olan malzemelerde hızlı (kısa mesafede) pekleşme ve dinamik yorulmaya bağlı olarak aşınmanın arttığı görülmektedir. Diğer yandan aşınma sonuçları ağırlık kaybı (mg) cinsinden 1 nolu işlem uygulanmamış numune temel değer alınarak ısıl işlemin etkilerinin gösterilebilmesi açısından da sonuçların değerlendirilmesi Şekil 6 da verilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde tavlama yapılan ve bundan dolayı sertliği azalan 2 nolu numunede yükün artmasıyla referans malzemeye oranla ağırlık kaybının arttığı, hızın artmasıyla ise azaldığı görülmektedir. 3 ve 4 nolu numunelerde ise yüke bağlı olarak aşınma artarken, hızın artmasına bağlı olarak 4 nolu numunede ise azalmaktadır. Aynı yük şartlarında kayma hızındaki artış daha yumuşak yapıya sahip malzemenin hızlı bir şekilde deformasyona uğramasına ve bunun sonucunda pekleşme miktarının artmasına yol açarak aşınmanın azalmasına sebep olmuştur. 3 ve 4 nolu normalize edilmiş numunelerde ise durum bu nedenle tam aksi yönde gelişmiştir. Bu numunelerin yapılarındaki katı 590 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 3, 2010

AISI D6 Çeliğinin Adhesif Aşınma Davranışına Isıl İşlem Şartları ve Kayma Hızlarının Etkileri H. Hasırcı eriyiklere bağlı olarak yüksek sertlikleri nedeniyle deformasyon miktarı azalmakta ve gevrek bir davranışa sebep olmaktadır. Bu gevrek ve düşük deformasyon kabiliyetli yapıya bağlı olarak kayma hızının artması sonucunda malzeme yapısı hızlı bir şekilde bozularak aşınmanın artmasına neden olmaktadır. Aşınma testleri sırasında meydana gelen sürtünme kuvvetleri ve oluşan sıcaklıklar da eş zamanlı olarak ölçülmüştür (Şekil 7). 1 m/sn kayma hızındaki ölçüm değerlerinin ortalamalarına bakıldığında, 20N yükte en yüksek sıcaklık (49.6 C) ve kuvvet (7.6N) normalize edilmiş en sert 3 nolu numunede olurken, en düşük sıcaklık (37.6 C) ve kuvvet (3.96N) daha yumuşak 4 nolu normalize edilmiş numunede meydana gelmiştir. Öte yandan 40N yükte ise en yüksek sıcaklık (76.8 C) ve kuvvet (16.65N) 4 nolu normalize edilmiş numunede olurken, en düşük sıcaklık (65.3 C) ve kuvvet (13.69N) 2 nolu tavlanmış numunede meydana gelmiştir. 1.5 m/sn kayma hızındaki aşınma test sonuçları da farklı eğilimde oluşmuştur. Sonuçlar yukarıdaki sırasıyla verildiğinde 20N yükte en yüksek sıcaklık (54.2 C) ve kuvvet (5.9N) 4 nolu normalize edilmiş numunede olurken, en düşük sıcaklık (42.4 C) ve kuvvet (5N) daha yumuşak 1 nolu ısıl işlemsiz numunede, 40N yükte ise en yüksek sıcaklık (86.8 C) ve kuvvet (14.9N) 4 nolu normalize edilmiş numunede olurken, en düşük sıcaklık (53.8 C) ve kuvvet (10.9N) 2 nolu tavlanmış numunede meydana gelmiştir. Sonuçlar genel değerlendirmeye tabi tutulduğunda düşük kayma hızında yüksek sürtünme kuvveti ve sıcaklık daha sert numunelerde elde edilirken, daha yumuşak olan numunelerde kolay deformasyon nedeniyle düşük sıcaklık ve kuvvet meydana gelmiştir. Ancak hız arttığında ise en yüksek sıcaklık ve sürtünme kuvveti ısıl işlem sonucu yapısında kabalaşma ve sertliğinde azalma olan 4 nolu numunede meydana gelmiştir. Aynı şekilde daha çarpıcı bir sonuç olarak bu çalışmadaki en yüksek ve en düşük sıcaklık ve kuvvet nispeten sert ve kabalaşmış yapıya sahip olması nedeniyle daha fazla deformasyona müsait 4 nolu numunede meydana gelmiştir. Aşınma sonuçlarının açıklanmasında kullanılan verilerden birisi de aşınma yüzeyi görüntüleridir. Bu amaçla aşınan yüzeylerden alınan görüntüler Şekil 8 de verilmiştir. Görüntüler incelendiğinde; 1 m/sn hızdaki testler sonucunda genel olarak nispeten sertliğin düşük olduğu numunelerde aşınma yüzeylerinde deformasyon ve derin aşınma izlerine rastlanmaktadır. Sertliğin yüksek olduğu normalize edilmiş numunelerde ise çok ince aşınma izleri meydana gelmiştir. Normalizasyon sıcaklığının artmasıyla sertliğin azalıp aşınmanın arttığı 4 nolu numunede de aşınan yüzeydeki izlerin derinliği ve sürekliliği açıkça görülmektedir. Ancak kayma hızının 1.5 m/sn ye artması sonucunda elde edilen yüzey görüntüleri incelendiğinde ise hızlı deformasyona bağlı özellikle sert ve kırılgan yapılı numunelerde aşınma yüzeylerinde daha derin ve geniş çiziklerin bulunduğu görülmektedir. Yumuşak malzemelerde ise yüksek hıza bağlı olarak meydana gelen nispeten sıvanmalar neticesinde katmanlı bir yüzey görüntüsü hakimdir. Bu görünüm aşırı deformasyona bağlı olarak pekleşme ve yüzeysel sertliğin artmasıyla aşınmanın azaldığını açıkça göstermektedir. 4. SONUÇLAR (CONCLUSIONS) Şekil 7. Yükteki artışa bağlı olarak AISI D6 çelik numunelerinin oluşan sıcaklık ve sürtünme kuvvetinin değişimi (Variations in temperature and frictional force of specimens of AISI D6 steel depend on incresing load) Isıl işlemsiz haldeki AISI D6 malzemesinin sementit+ledeburit olan yapısında ısıl işlem süresine bağlı olarak oluşan östenitin dönüşerek oluşturduğu sementit miktarı da artmaktadır. Normalizasyon sıcaklığının 900 C den 950 C ye artması sonucunda yapıda bir miktar da olsa kabalaşma görülmüştür. Orijinal malzemenin sertliği tavlama ile azalmış, normalizasyon ile artmıştır. Ancak normalizasyon sıcaklığının 950 C ye artması sonucunda ise yapısal kabalaşma neticesinde azalmıştır. Sertliğin artmasına paralel olarak aşınma miktarları azalmıştır. En düşük sertliğin bulunduğu tavlanmış numunede en fazla aşınma olurken, sertliğin en fazla olduğu sıcaklığının 900 C de 30 dakika normalize edilmiş numunede Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 3, 2010 591

H. Hasırcı AISI D6 Çeliğinin Adhesif Aşınma Davranışına Isıl İşlem Şartları ve Kayma Hızlarının Etkileri Şekil 4. Deneysel şartlarla AISI D6 çelik numunelerinin ağırlık kaybının değişimi (Variations in weight loss of specimens of AISI D6 steel with experimental conditions) ise en az aşınma meydana gelmiştir. Diğer yandan normalizasyon sıcaklığının artması sonucunda sertlik azalırken, aşınma miktarı ise artmıştır. Ancak bu sonuç 1.5 m/sn kayma hız ve 40N yük altında değişerek 4 nolu numune daha set olan 3 nolu numuneden daha az aşınmıştır. Uygulanan yük artarken aşınma miktarı, sürtünme kuvveti ve oluşan sıcaklık da bunlara paralel olarak artarken, kayma hızının artmasıyla aşınma miktarı büyük oranda, oluşan kuvvet ve sıcaklık ise nispeten azalmaktadır. Ancak bu sonuç da 1.5 m/sn kayma hız ve 40N yük altında değişerek 4 nolu numune daha az aşınma, sürtünme kuvveti ve sıcaklık meydana getirmiştir. 5. KAYNAKLAR (REFERENCES) 1. Ozcatalbas Y, Ercan F, The effects of heat treatment on the machinability of mild steels, Journal of Materials Processing Technology, 136, 227 238, 2003. 2. Jokhio M. H, Memon S. A. and Sangi M. J, Effect of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of low carbon SEA 1010 steel Quaid-E-Awam Universty Research Journal of Engeenering, Science and Technology Volum 1, No 1, January-June 2000. 3. Heat Treatment Procedure Qualıfıcatıon Final Technical Report The Pennsylvania State University, Park, PA, Work Performed Under Contract No. DE-FC07-99ID13841, Work Prepared for U.S. Department of Energy, http://www.osti.gov/bridge/servlets/ purl /836878-AegKFa/836878.PDF. (May 2009) 4. Part1Materıals,http://media.wiley.com/product_da ta/excerpt/03/04714499/0471449903.pdf, May 2009. 5. http://www.boun.edu.tr/undergraduate/engineering /mechanical_engineering.html heat treatment.doc, May 2009. 6. Massachusetts Institute of Technology Department of Mechanical Engineering Cambridge, MA 021392.002 Mechanics and Materials II Spring 2004Laboratory Module No. 5 Heat Treatment ofplain Carbon and LowAlloy Steels:Effects on Macroscopic Mechanical Properties, Heat treatment of carbon steel and low alloy steel.pdf, May 2009. 7. Tool Steel, http://www.cogne.com/schedeprodotti /UK19.pdf, July 2009. 8. Steels For Cold Work Tooling, http://www.uddeholm.co.jp/pdf/coldwork-english. pdf, July 2009. 9. Thyrodur 2436, http://www.gsmetal.cz/pdf/ thyrodur_2436_cz.pdf, July 2009. 10. BöhlerK107 ColdWork Tooling, http://www.osmanlicelik.com.tr/images/pdf/k107 DE.pdf, July 2009. 11. Part-1,http://www2.coromant.sandvik.com/ coromant/pdf/dm_app/part_1.pdf, July 2009. 12. M. Gojic, L. Kosecb, P. Matkovic, Embrittlement damage of low alloy Mn V steel Engineering Failure Analysis,10, 93 102, 2003. 13. N. Saheb, T. Laoui, A.R. Daud, M. Harun, S. Radiman, R. Yahaya, Influence of Ti addition on wear properties of Al Si eutectic alloys, Wear, 249 656 662, 2000. 14. Hasirci, H. ve Gül, F. Al-Cu Döküm Alaşımlarının Abrasif Aşınma Davranışına Magnezyum ve Nikel in Etkileri, 11. Uluslararası Denizli Malzeme Sempozyumu Bildiriler Kitabı, Cilt-II, 1306-1313, 19-20-21, Nisan 2006, Denizli. 15. Sawla, S. and Das, S. Combinet effect of reinforcement and heat treatment on the two body abrasive wear of aluminum alloy and aluminum particle composites, Wear, 257, 555-561, 2004. 16. Lasa, L. and Rodriguez-Ibabe, J.M.. Effect of composition and processing route on the wear behaviour of Al-Si alloys. Scripta Materialia, 46, 477-481, 2002. 17. Sun,Y., Baydoğan, M. and Çimenoğlu, H., The effect of deformation before ageing on the wear resistance of an aluminum alloy Materials Letters, 38, 221-226, 1999. 18. Jiang, Q.C., Xu, C.L., Lu M. and Wang, H.Y., Effect of new Al-P-Ti-TiC-Y modifier on primary silicon in hypereutectic Al-Si alloys, Materials Letters, 59, 624-628, 2005. 592 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 3, 2010