PRESLEME BASINCININ TOZ METALÜRJİSİ İLE ÜRETİLEN ALAŞIMSIZ ÇELİKLERİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Benzer belgeler
Toz Metalürjisi İle Üretilen Alaşımsız Çeliklerde Nikel İlavesinin Mikroyapı ve Mekanik Özellikler Üzerine Etkisinin Araştırılması

Technological Applied Sciences Status : Original Study ISSN: (NWSATAS) Received: June 2016 ID: A0102 Accepted: October 2016

Farklı Sıcaklıklarda Sinterlenen Nb Katılmış TM Çeliklerinin Mikroyapı ve Mekanik Özellikleri

Sinterleme Sıcaklığının NbC İlave Edilmiş TM Çeliklerinin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi

TOZ METALURJİSİ YÖNTEMİ İLE ÜRETİLEN Al2024-Si ALAŞIMI KOMPOZİTLERDE Si MİKTARININ VE YAŞLANDIRMA SÜRELERİNİN ETKİSİ

Toz Metalürjisi ile Üretilen Nb-V Mikroalaşım Çeliğine Ni İlavesinin Mikroyapı ve Mekanik Özellikler Üzerine Etkisi

ÖZGEÇMİŞ İmalat Mühendisliği Yabancı Dil. Yüksek Lisans ve Doktora Tezi

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

TiC-Co Esaslı Çizici Kalem Karakterizasyonu

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

Kompozit Malzemeler Metal Matrisli Kompozitler

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

THE EFFECT OF SINTERING PERIOD ON THE WEAR RESISTANCE OF AlMgSi-SiC P COMPOSITES PRODUCED BY POWDER METALLURGY METHOD

AA 2014 Al Matrisli B 4 C Parçacık Takviyeli Kompozitlerin Mikro Yapı ve Aşınma Davranışının Đncelenmesi

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ. Yabancı Dil: 67,50 (YDS-2014) Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Döküm Eğitimi Doktora/S.

ISIL İŞLEM VE YAŞLANDIRMA PARAMETRELERİNİN Al-Cu-Mg TOZ METALURJİSİ ALAŞIMINA ETKİLERİ

Halil Karakoç a, Hanifi Çinici b,ramazan Çıtak c

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

TOZ MALZEME TEKNOLOJİSİ-10. Yrd. Doç. Dr. Nuray Canikoğlu

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

DUAL FAZLI ÇELİKLERDE MARTENZİT VE YÜKLEME HIZININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

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

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ. Derece Alan Üniversite Yıl Lisans Metalürji Eğitimi Gazi Üniversitesi 1992

BİLDİRİLER KİTABI MAKİNA-İMALAT TEKNOLOJİLERİ SEMPOZYUMU. Editör: Y. Doç. Dr. Mete KALYONCU EKİM 1999 KONYA.

Temperleme İşleminin Yağda Soğutulan Çeliklerin Mikroyapı ve Sertlik Özelliklerine Etkisi

Ön Söz vii Kitabın Türkçe Çevirisine Ön Söz Çevirenin Ön Sözü 1 Sinterleme Bilimine Giriş 2 Sinterleme Ölçüm Teknikleri xiii

T/M YÖNTEMİ İLE ÜRETİLEN Cu-C-Al 2 SiO 5 KOMPOZİTİNİN ABRASİV AŞINMA DAYANIMI Ç. ÖZAY & A. HASÇALIK

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

DEMİR ESASLI TOZ METAL PARÇALARIN SİNTERLEME İLE BİRLEŞTİRİLMESİ

TOZ METALURJİSİ Prof.Dr. Muzaffer ZEREN

MUSTAFA BOZ (370) (533)

PLAZMA TRANSFER ARK YÖNTEMİYLE FeCr/FeCr+C TOZUNUN DÜŞÜK KARBONLU ÇELİK YÜZEYİNE ALAŞIMLANMASI. Serkan ÖZEL, Bülent KURT, İlyas SOMUNKIRAN

Dersin Kodu ve Adı: TASARIM VE MALZEME SEÇİMİ Eğitim ve Öğretim Yöntemleri. Proje/Alan Teori Uygulama Laboratuvar

ELEKTROLİTİK TOZ ÜRETİM TEKNİKLERİ. Prof.Dr.Muzaffer ZEREN

T/M Yöntemiyle Üretilmiş Co Esaslı Co-Cr-Mo Alaşımlarının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Cr Oranının Etkisi

Üretim Parametrelerin Düşük Alaşımlı TM Çeliklerin Sertlik Ve Aşınma Özelliklerine Etkisi

Al-Cu Alaşımlarında Porozite ve Mikroyapının Yaşlandırma Üzerine Etkisi

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

İKİZ MERDANELİ SÜREKLİ DÖKÜM TEKNİĞİ İLE AA5754 MALZEME ÜRETİMİ. Koray TURBALIOĞLU

15 th International Materials Symposium (IMSP 2014) October 2014 Pamukkale University Denizli - Turkey

SICAK PRES TASARIMI VE ELMASLI KESİCİ TAKIM ÜRETİMİ

Al-7Si-0,3Mg Alaşımında Soğuma Hızının Poroziteye Etkisi

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

İmal Usulleri. Fatih ALİBEYOĞLU -11-

Çinko-Alüminyum esaslı ZA-12 alaşımının mikroyapı ve darbe dayanımına bor elementinin etkisi

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DERGİSİ

TOZ METALURJİSİ YÖNTEMİ İLE KOMPOZİT KAM ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

Tozların Şekillendirilmesi ve Sinterleme. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

Toz Metalurjisi Yöntemi ile Üretilen Al-Si/B 4 C Kompozit Malzemenin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması

MEKANOKİMYASAL YÖNTEMLE BOR KARBÜR SENTEZİ VE ALÜMİNYUM MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMEDE KULLANILABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

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

Toz Metalürjisi. Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Notların bir bölümü Dr. Rahmi Ünal ın web sayfasından alınmıştır.

Arda Çetin, Peyman Çelenkoğlu, Burcu Tunç, Ayhan Comart (Ekstra Metal)

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

ÇİNKO ALAŞIMLARI :34 1

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

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi Araştırma Makalesi

DEMİR ESASLI TOZ METAL PARÇALARIN ELEKTRİK DİRENÇ KAYNAĞINDA OPTİMUM KAYNAK ŞARTLARININ BELİRLENMESİ

Toz metalurjisi yöntemi ile üretilen ferrobor takviyeli bakır kompozitinin mekanik özelliklerinin belirlenmesi

Yrd. Doç. Dr. SELDA KAYRAL

BORLAMA VE BİLYALI DÖVMENİN DEMİR ESASLI T/M MALZEMELERDE MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

Ti-6Al-4V ve Ti-5Al 2.5Fe Alaşımlarının Toz Metalürji Yöntemiyle İmalatı ve Bazı Mekanik Özelliklerinin Araştırılması

ÇELİKLERİN VE DÖKME DEMİRLERİN MİKROYAPILARI

Deformasyon yaşlanmasının AA7075 Alüminyum Alaşımının Mekanik Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

BOR KATKILI HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

YÜKSEK KARBONLU ÇELİKLERE SU VERME İŞLEMİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Bölüm 11: Uygulamalar ve Metal Alaşımların İşlenmesi

Chapter 9: Faz Diyagramları

AN INVESTIGATION ON THE PRODUCIBILITY OF TRAIN WHEELS BY CASTING METHOD

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. Basınç Destekli Hacim Yanma Sentezi Yöntemi ile Elde Edilen FeAl ve TiAl Kaplamalar

Yrd. Doç. Dr. SELDA KAYRAL

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Dr. F. Can Akbaşoğlu, Serhat Adışen, Uğur Gürol, Eylem Subaşı (Akmetal) Prof. Dr. S. Can Kurnaz (Sakarya Üni.)

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

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

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

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

Çelik Hasır Kaynak Elektrotları

GRANÜL BOYUT DAĞILIMININ GRANİT KARO ÜRÜN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. Z.Bayer 1,3, N.Ay 1, N.Erginel 2

TOZ METALURJİSİ. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

Mert KILINÇ, Göknur BAYRAM. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 06531, ANKARA ÖZET

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Borlama İşleminde Kullanılan Bor Tozu Tane Boyutunun Kaplama Tabakası Üzerine Etkisi

CERRAHİ İĞNE ALAŞIMLARI. Microbiologist KADİR GÜRBÜZ

ANİZOTROPİ. Schmid s Tek kristle uygulandığında:

DETERMINATION OF IMPACT STRENGTH OF FERROUS BASED MATERIALS JOINED BY LASER WELDING

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

ÜRÜN KATALOĞU BM TEKNİK

FARKLI TİPTE AGREGA KULANIMININ BETONUN MEKANİK ÖZELİKLERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

BAKIR BAZLI ŞEKİL HAFIZALI ALAŞIM BİLEŞİMİNİN TOZ METALURJİSİ İLE ÜRETİM KOŞULLARININ İNCELENMESİ

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

Transkript:

OHÜ Müh. Bilim. Derg. / OHU J. Eng. Sci. ISSN: 2147-012X Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 6, Sayı 1, (2017), 257-264 Omer Halisdemir University Journal of Engineering Sciences, Volume 6, Number 1, (2017), 257-264 Araştırma / Research PRESLEME BASINCININ TOZ METALÜRJİSİ İLE ÜRETİLEN ALAŞIMSIZ ÇELİKLERİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ Mehmet Akif ERDEN * Makine ve Metal Teknolojileri Bölümü, TOBB TB Meslek Yüksekokulu, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye Geliş / Received: 10.06.2016 Düzeltmelerin gelişi / Received in revised form: 03.09.2016 Kabul / Accepted: 03.09.2016 ÖZ Bu çalışmada, toz metalürjisi (TM) ile üretilen alaşımsız çeliklerde presleme basıncının mikroyapı mekanik özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Belirlenen kimyasal kompozisyonda karıştırılan tozlar, ASTM (E 8M) toz metal malzeme standartlarına uygun çekme numunesi şeklindeki kalıpta 650, 700, 750, 800 ve 850 MPa presleme basıncılarında tek yönlü sıkıştırılarak blok haline getirilmiştir. Presleme işlemi gerçekleştirilen numuneler argon atmosferinde 1200 C sinterleme sıcaklığında 1 saat sinterlenmiştir. Üretimi gerçekleştirilen TM çeliklerinin mikroyapısı optik mikroskop, SEM ve EDS ile karakterize edilmiştir. Sonuçlar 750 MPa da preslenmiş TM çeliklerin en yüksek akma dayanımına ve çekme dayanımına sahip olduğunu göstermiştir. Fakat presleme basıncının 750 MPa dan 850 MPa a çıkması ile akma dayanımı ve çekme dayanımı düşmüştür. Anahtar Kelimeler: Toz metalürjisi, toz metalürjisi çelikleri, presleme basıncı, mikroyapı, mekanik özellikler EFFECT OF PRESSING PRESSURE ON MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF NON-ALLOYED STEELS PRODUCED BY POWDER METALLURGY METHOD ABSTRACT In this work, pressing pressure on microstructure and mechanical properties of non-alloyed powder metallurgy (PM) steels were investigated. The mixed powders prepared in the predetermined proportions were pressed unidirectionally under 650, 700, 750, 800 and 850 MPa. Samples of the tensile experiment were turned into blocks by squeezing with the mould which had been prepared according to ASTM (E 8M) standards of powder metal material tension sample. The pressed samples were sintered at argon atmosphere at 1200ºC for 1 hour. The microstructure of the PM steels was characterised by optic microscope, SEM and EDS. Results indicated that PM steel pressed at 750 MPa showed the highest values of yield strength and ultimate tensile strength. However, when the amount of pressing pressure increased from 750 MPa to 850 MPa, yield strength, ultimate tensile strength and elongation decreased. Keywords: Powder metallurgy, powder metallurgy steels, pressing pressure, microstructure, mechanical properties * Corresponding author / Sorumlu yazar. Tel.: +90 370 433 6603; e-mail/e-posta: makiferden@karabuk.edu.tr 257

M.A. ERDEN 1. GİRİŞ Toz metalürjisi (TM) yeni bilinen bir işlem olmamasına rağmen ancak 20. yüzyılın başlarında endüstriyel bir işlem olarak kullanılmaya başlanmıştır. Başlangıçtan günümüze TM yöntemi değişik alanlarda genişleyerek kullanılmaktadır. Bunlara örnek olarak; takım çelikleri, paslanmaz çelikler, süper alaşımlar, alüminyum ve titanyum alaşımları bakır ve bakır alaşımları, nükleer malzemeler ve sermetler verilebilir [1-5]. Bu yöntem ile üretilen parçalar, diğer yöntemler ile üretilen parçalara oranla daha pürüzsüz yüzeye sahip ve çoğu zaman ikincil işlem gerektirmemektedir. TM ile seri üretimde ilk kullanılan malzemenin yaklaşık %97 sinin kullanıldığı tespit edilmiştir. Bu doğrultuda parçanın daha ucuz ve istenilen bileşimde üretimi ve ayrıca diğer yöntemlerle üretilmesi ve işlenmesi zor bazı parçaların da kolaylıkla üretimi gerçekleştirilmektedir. Zımba basıncının değeri üzerinde oynamalar yapılarak çeşitli formlarda ürünlerin daha kaliteli ve düzgün bir şekilde üretimi sağlanabilmektedir [4]. Mühendislik uygulamalarında kullanılan malzeme grupları içerisinde çelikler vazgeçilmez bir yere sahiptir. Özellikle ikinci dünya savaşının ardından deniz-kara taşıtları, akaryakıt ve doğalgaz boru hatları, enerji santralleri, derin deniz üstü yapılar ve benzeri ihtiyaçlar için çelik gereksinimi artmıştır. Dayanım/ağırlık oranının yükselmesiyle daha ince ve hafif çeliklerin geliştirilmesi neticesinde üretim ve işletme giderlerinin birim maliyetinin düşürülmesi sağlanmıştır [6-8]. Literatürde TM çeliği üretimi ve mikroyapı mekanik özellik ilişkisi hakkında bazı çalışmalar mevcuttur [8-11]. Örneğin Erden ve ark. [9-10] çalışmalarında TM yöntemiyle Ti ve V mikroalaşımlı çelik üretmişlerdir. Sinterleme işlemi 1150 C de 60 dakika bekletilerek gerçekleştirilmiş olup Ti ve V oranı (%0,1-0,2) yükseldikçe akma ve çekme dayanımında bir artış olduğu tespit edilmiştir. Bu durum sinterleme ve sinterleme sonrası soğuma sırasında TiC(N) ve VC(N) gibi çökeltilerin oluşmasına bağlanmıştır. Bu çalışmanın amacı, TM yöntemi ile üretilen alaşımsız çeliklerde presleme basıncının mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisini araştırmaktır. Bu çalışma kapsamında farklı presleme basınçlarında preslenen alaşımsız TM çeliğinin mikroyapı ve mekanik özelliklerdeki değişimi karşılaştırılmıştır. 2. MATERYAL VE METOT Bu çalışmada, çelik numuneler toz metalürjisi yöntemiyle Tablo 1 de verilen bileşimde farklı presleme basıncında üretilmiştir. Presleme basıncının toz metalürjisi ile üretilen alaşımsız çeliklerin mekanik özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Karıştırma işlemi öncesinde tozlar Tablo 1 de kimyasal kompozisyonu verilen oranlarda RADWAG AS-60-220 C/2 marka hassas terazi ile 0,0001 g hassasiyetinde tartılmıştır. Tartımı yapılan tozlar Turbula marka üç eksenli karıştırıcı ile bir saat süreyle bilyesiz olarak karıştırılmıştır. Tablo 1. Toz metal çeliklerin kimyasal kompozisyonları. Bileşim Grafit (% ağırlık) Fe (% ağırlık) Fe +0,25 C 0,45 99,55 Yağlayıcı olarak Zn-stearate kullanılmıştır. Karıştırılan tozlar, ASTM (E 8M) toz metal malzeme standartlarına uygun çekme numunesi şeklindeki kalıpta 650, 700, 750, 800 ve 850 MPa presleme basıncılarında tek yönlü sıkıştırılarak blok haline getirilmiştir. Şekil 1, tozların tartımında kullanılan hassas teraziyi, karıştırma işleminde kullanılan turbula cihazını ve sıkıştırma işleminde kullanılan presi göstermektedir. Sinterleme işlemi numunelerin sinterleme sıcaklığına 5 C/dk hızla ısıtılması ile başlamıştır. 350 C de bütün numuneler çinko steareati buharlaştırmak için 30 dk bekletilmiştir. Sıcaklık 1200 C sinterleme sıcaklığına ulaştıktan sonra numuneler bu sıcaklıkta 1 saat tutulup ardından oda sıcaklığına 5 C/dk hızla soğutulmuştur. Şekil 2, atmosfer kontrollü fırını ve sinterleme akış şemasını göstermektedir. Sinterlenen çekme numuneleri ise 1 mm/dk çekme hızında çekme deneyi uygulanarak koparılmıştır. Her deney sonrasında gerilme-% gerinim diyagramları elde edilmiştir. Bu diyagramlardan numunelerin akma dayanımı (%0,2), çekme dayanımı ve % uzama değerleri hesaplanarak presleme basıncındaki değişmeden dolayı mekanik özelliklerdeki farklılaşma tespit edilmiştir. Şekil 3 de çekme numunesinin çekme testi öncesi ve çekme testi sonrası görüntüsü verilmektedir. Mikroyapı incelemeleri X50-X1000 büyütme kapasiteli Nikon Epiphot 200 marka optik mikroskop ile gerçekleştirilmiştir. Her numunenin değişik bölgelerinden farklı büyüklüklerde görüntüler alınarak bu görüntülerin bütün mikroyapıyı temsil edebilir nitelikte olmasına dikkat edilmiştir. Dağlama işlemi numunelerin 258

PRESLEME BASINCININ TOZ METALÜRJİSİ İLE ÜRETİLEN ALAŞIMSIZ ÇELİKLERİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ %2 nital solüsyonu içerisine daldırılarak 4-8 sn bekletilmesiyle gerçekleştirilmiştir. Dağlama işlemi tamamlandıktan sonra dağlanan yüzeyler metanol ile temizlenip kurutulduktan sonra optik mikroskopta incelemeye hazır hale getirilmiştir. Numunelerin yoğunluk ölçümleri, Archimets prensibiyle saf su kullanılarak belirlenmiştir. Toz metal çeliklerin perlit oranları Gladman ve Woodhead [12]'ın tanımlamış olduğu metalografik nokta sayım metodu kullanılarak yapılmıştır. Şekil 1. Deneysel çalışmada kullanılan (a) hassas terazi, (b) hidrolik pres ve (c) Turbula cihazının görüntüsü Şekil 2. Deneysel çalışmalarda kullanılan Atmosfer kontrollü fırın ve sinterleme akış şeması Şekil 3. 1200 C de sinterlenmiş alaşımsız TM çelik numunenin genel görüntüsü. (a) çekme testi öncesi numune görüntüsü, (b) çekme testi sonrası numune görüntüsü 259

M.A. ERDEN 3. BULGULAR VE TARTIŞMA 3.1. Mikroyapı Numunelerin mikroyapı resimleri Şekil 4 de görülmektedir. Şekilden anlaşıldığı gibi bütün presleme basınçlarında yapı ferrit ve perlit fazlarından meydana gelmektedir. Şekil 4 de görülen mikroyapı resimleri incelendiğinde tane sınırlarında kısmen kapanmamış gözeneklerin olduğu tespit edilmiştir. Presleme basıncının artması ile gözeneklilik miktarının azaldığı görülmüştür. Birçok kaynakta gözenekliliğin dayanımı olumsuz etkilediği belirtilmekle birlikte gözeneklerin çok küçük ve küresel şekilli olmasının dayanımı düşürmediği bildirilmiştir [13]. Tablo 2 de 600 850 MPa aralığındaki presleme basınçlarında preslenmiş numunelerin sinterleme sonrası yoğunluk ve % gözenek miktarı verilmiştir. Numunelerin sinterleme sonrası yoğunluklarının presleme basıncının artması ile genel olarak arttığı görülmüş olup elde edilen sonuçlar doğrultusunda 750 MPa presleme basıncından sonra tozların yoğunluğunda önemli bir değişim meydana gelmediği görülmüştür. Bu nedenle presleme basıncı 750 MPa olarak seçilmiştir. Dolayısıyla elde edilen yoğunluk değerleri incelendiğinde, yoğunluk başlangıçta artarken, gözenekler kapandıkça yoğunlaşmaya karşı direncin arttığı gözlenmiştir [13-14]. Yoğunluğun presleme basıncının artması ile genel olarak arttığı ile ilgili literatürde benzer çalışmalar mevcuttur. Örneğin Gökmeşe ve Bostan [13], AA 2014 alaşımında presleme ve sinterlemenin gözenek morfolojisi ve mikroyapısal özelliklere etkisini araştırmışlardır. Bu çalışmada, AA 2014 alaşımına ait tozlar toz metalürjisi gaz atomizasyon yöntemiyle üretilmiştir. Ortalama toz boyutu 90,66 μm olan tozlar, tek yönlü preste 250-875 MPa presleme basınç aralığında yapılan denemeler sonucunda, bulunan optimum presleme basıncı olan 650 MPa da preslenerek, deney numuneleri üretilmiştir. Şekil 4. Farklı presleme basıncı uygulanmış alaşımsız TM çelik numunenin genel görüntüsü. (a) 600 MPa, (b) 650 MPa, (c) 700 MPa, (d) 750 MPa, (e) 800 MPa, (f) 850 MPa presleme basıncı uygulanmış numunenin mikroyapı görüntüsü (500X) 260

PRESLEME BASINCININ TOZ METALÜRJİSİ İLE ÜRETİLEN ALAŞIMSIZ ÇELİKLERİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ Toz metalürjisi ile üretilen parçaların mekanik özellikleri gözenek oranı ile ilişkilidir. Gözenekler gerilimin yoğunlaştığı merkezler olarak davranırken, çatlak ilerlemesine de katkı sağlamaktadır [14]. Sinterleme sonrası doğal olarak yoğunlaşma bir miktar artmıştır [15]. Tablo 2 de de görüldüğü gibi presleme basıncının artırılarak üretilen parçanın yoğunluğunu belli orana kadar yükseltilebilir. Yoğunluk artışı ile parça içerisindeki gözenek miktarını düşüş gözlenmiş olup yoğunluğun artması mekanik özellikleri iyileştirmektedir [16]. Tablo 3 te 750 MPa preslenmiş numunenin % ferrit ve % perlit oranları ile ortalama tane boyutu verilmiştir. Tablo 2. TM çelik numunelerin yoğunluk ve % gözeneklilik oranları Bileşim Sinterleme Sonrası Sinterleme Sonrası Gözenek Oranı Yoğunluk (g/cm 3 ) Yoğunluk (%) (%) Numune 1 600 MPa 6,981 88,56 11,44 Numune 2 650 MPa 7,211 92,05 7,95 Numune 3 700 MPa 7,356 93,11 6,89 Numune 4 750 MPa 7,295 93,90 6,10 Numune 5 800 MPa 7,111 90,76 9.24 Numune 6 850 MPa 7,068 90,22 9.78 Tablo 3. TM çelik numunelerin % ferrit ve % perlit oranları ile ortalama tane boyutu Ferrit Oranı Perlit Oranı Ortalama Tane Bileşim (%) (%) Boyutu (µm) Numune 3 750 MPa 79,4 21,6 29,7 3.2. Mekanik Özellikler Şekil 5, sinterlenen numunelerin gerilme-uzama diyagramlarını gösterirken Tablo 4 ise akma, çekme ve % uzama değerlerini göstermektedir. Şekil 5 ve Tablo 4'te de görüldüğü gibi presleme basıncının 600 MPa dan 750 MPa a kadar artması ile alaşımsız çelik numunelerin akma ve çekme dayanımı ve % uzama değerlerinde bir artış gözlenmiştir. Ayrıca presleme basıncının 800 MPa ve 850 MPa uygulanması ile mekanik özelliklerde kötüleşme meydana gelmiştir. Benzer çalışmalar presleme basıncının artması ile paralel şekilde dayanımında artığını desteklemektedir [13-18]. Örneğin Roncerey ve ark. [17] yaptığı çalışmada sıcak izostatik presleme yöntemiyle SX-Ni süperalaşımı üretilmiştir. Presleme basıncının 1300 C de 75 MPa presleme basıncı altındaki basınçlarda gözeneklerin tamamen azalmadığını, 75-200 MPa arasındaki presleme basınçlarında %99,9 oranında yoğunluğa ulaştığını tespit etmişlerdir. Presleme basıncının artması ile yoğunluk ve dayanımda artış gözlemlemişlerdir [14]. Aynı şekilde Uygur [18] çalışmasında 1120 C sinterleme sıcaklığında 30 dk sinterleme uygulayarak Fe-Cu-Mn- C çeliği üretmiştir. Üretim sırasında presleme basıncının 310 MPa dan 550 MPa a çıkmasıyla üretilen çeliklerin çekme dayanımında ve yoğunluğunda belirgin bir şekilde artış gözlenmiştir. Şekil 5. Değişik presleme basıncına maruz kalan alaşımsız TM çeliklerin gerilme-uzama diyagramları. a) 600 MPa, b) 650 MPa, c) 700 MPa, d) 750 MPa, e) 800 MPa, f) 850 MPa 261

M.A. ERDEN 3.3. SEM EDS Analizi Tablo 4. Presleme basıncına göre TM çelik numunelerin akma, çekme ve % uzama değerleri Bileşim Akma Dayanımı (MPa) Çekme Dayanım (MPa) % Uzama Numune 1 600 MPa 94 231 10 Numune 2 650 MPa 113 240 11 Numune 3 700 MPa 127 263 13 Numune 4 750 MPa 148 277 15 Numune 5 800 MPa 145 275 14 Numune 6 850 MPa 90 225 13 Şekil 6 de verilen 750 MPa basınçta preslenmiş numunenin SEM görüntüsü incelendiğinde optik mikroskopta alınan mikroyapı görüntüsünde olduğu gibi yapının ferrit ve perlit yapıda olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca nokta EDS analiz sonuçları bu çökeltilerin 1 ve 2 numaralı spektrumlarda matristen alınan 3 numaralı spektruma göre daha fazla karbon içermesi ve daha az oranda demir içermesinden dolayı 1 ve 2 numaralı spektrumun bulunduğu yerlerde Fe 3 C çökeltilerinin meydana geldiğini göstermektedir. Benzer çalışmalar bu çökeltilerin Fe 3 C çökeltisi olduğunu desteklemektedir [19-20]. Örneğin Erden ve Gökçe [19] yaptıkları çalışmada 1350 C de argon ve %90 azot-%10 hidrojen ortamında Nb-V mikroalaşım çeliği üretmişlerdir. Alaşım miktarı artması ile dayanımda bir artış gözlemlemişlerdir. Aldıkları SEM EDS analizlerinde NbC(N), VC(N) ve Fe 3 C çökeltilerini tespit etmişlerdir. Nb-V miktarının artması ile elde edilen dayanımdaki artışın matris içerisinde oluşan bu çökeltilerden kaynaklandığı ileri sürmüşlerdir. Şekil 6. 750 MPa basınçta preslenmiş alaşımsız TM çelik numunenin SEM resimleri. a) 14409 büyütmede alınan Nokta EDS'ler, b) Spectrum 2, c) Nokta EDS sonuçları 262

PRESLEME BASINCININ TOZ METALÜRJİSİ İLE ÜRETİLEN ALAŞIMSIZ ÇELİKLERİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ 4. SONUÇLAR Toz metalürjisi yöntemiyle farklı presleme basıncı uygulanarak alaşımsız çelik üretimi gerçekleştirilmiş olup presleme basıncının mikroyapı ve mekanik özellikler üzerine etkileri incelenmiş ve sonuçlar aşağıda özetlenmiştir. Bütün presleme basınçları için 750 MPa presleme basıncında preslenmiş numunelerin en yüksek akma dayanımına ve çekme dayanımına sahip olduğu görülmüştür. Alaşımsız TM çelik numuneler için ideal presleme basıncı 750 MPa olarak tespit edilmiştir. Presleme miktarının 750 MPa dan 850 MPa a çıkması sonucunda akma ve çekme dayanımları ile % uzama değerinde düşüş gözlenmiştir. TEŞEKKÜR Bu çalışma, Karabük Üniversitesi BAP projesi kapsamında gerçekleşmiştir. KBÜ-BAP-15/2-KP-058 nolu projeye vermiş olduğu destekten dolayı Karabük Üniversitesi Rektörlüğü BAP Koordinatörlüğüne teşekkür ederiz. KAYNAKLAR [1] JUN, D., LIU, Y.H., YU, S.R., LI, W.F. Dry Sliding Friction and Wear Properties of Al 2 O 3 and Carbon Short Fibres Reinforced Al-12Si Alloy Hybrid Composites, Wear, 257, 930-940, 2004. [2] ERDEN, M.A., "Toz Metalürjisi İle Üretilen Çeliklerde Nikel İlavesinin Mikroyapı ve Mekanik Özellikler Üzerine Etkisinin Araştırılması" Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 4(4), 241-245, 2016. [3] KARABULUT, H., ÇITAK, R., ÇİNİCİ, H. "Mekanik Alaşımlama Süresinin Al + %10 Al 2 O 3 Kompozitlerde Eğme Dayanımına Etkisi", Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 28(3), 635-643, 2013. [4] GÜNDÜZ, S., ERDEN, M. A., KARABULUT, H., TURKMEN, M., The Effect of Vanadium and Titanium on Mechanical Properties of Microalloyed PM Steel Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 55(5-6), 277-287, 2016. [5] ERDEN, M.A., Karıştırma Süresinin Toz Metalürjisi ile Üretilen Alaşımsız Çeliklerin Mekanik Özelliklerine Etkisinin Araştırılması, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5(9), 62-65, 2016. [6] SARITAŞ, S, TÜRKER, M, DURLU, N., Toz Metalürjisi ve Parçacıklı Malzeme İşlemleri, Türk Toz Metalurjisi Derneği Yayınları, Ankara, Türkiye, 2007. [7] OKUMUŞ, S., KARABULUT H., Effect of Quench and Strain Aging on The Mechanical Properties of Low Carbon Microalloyed Steels, Materials Testing, 57, 289-295, 2015. [8] ERDEN, M.A., Toz Metalürjisi Yöntemiyle Üretilen Mikroalaşım Çeliklerinin Mikroyapı Mekanik Özellik İlişkisinin Araştırılması, Doktora Tezi, Karabük Üniversitesi, 2015. [9] ERDEN, M.A., GÜNDÜZ, S., KARABULUT, H., TÜRKMEN, M., Microstructural Characterization and Mechanical Properties of Microalloyed Powder Metallurgy Steels, Materials Science and Engineering A, 616, 201-206, 2014. [10] ERDEN, M.A., GÜNDÜZ, S., KARABULUT, H., TÜRKMEN, M., Effect of V Addition on the Microstructure and Mechanical Properties of Low Carbon Microalloyed Powder Metallurgy Steels, Meterials Testing, 58(5), 433-437, 2016. [11] ERDEN, M.A., Effect of C Content on Microstructure and Mechanical Properties of Nb-V Added Microalloyed Steel Produced by Powder Metallurgy Method, European Journal of Science and Technology, 5(9), 44-47, 2016. [12] GLADMAN, T., WOODHEAD, J. H., The Accuracy of Point Counting in Metallographic İnvestigations, Journal of the Iron Steel, 194, 184-193, 1960. [13] GÖKMESE, H., BOSTAN, B., AA 2014 Alaşımında Presleme ve Sinterlemenin Gözenek Morfolojisi ve Mikroyapısal Özelliklere Etkileri Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 1(1), 1-8, 2013. [14] EKŞİ A., KURT A.O., Bilgisayar Kontrollü Tek Eksenli Kalıpta Preslenen Bakır ve Bronz Tozlarının Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi, Bilim Günleri 5-6-7 Mayıs Makine Mühendisleri Odası Bildiriler Kitabı, Makine Mühendisleri Odası Bildiriler Kitabı, 544-552, Denizli, Türkiye 1999. 263

M.A. ERDEN [15] ASKELAND D. R., The Science and Engineering of Materials (1st ed.), Chapman and Hall, UK, 1996. [16] YILMAZ, R. Fe-Cu-C Kompaktlarda Presleme Basıncı ve Toz Karışım Oranlarının Sertliğe ve Çekme Mukavemetine Etkisi 4. Uluslararası Toz Metalurjisi Konferansı, 1228-1236, Sakarya, Türkiye, 2005. [17] RONCERY L. M., GALILEA I.L., RUTTERT B., HUTH S., THEıSEN W., Influence of Temperature, Pressure and Cooling Rate During Hot Isostatic Pressing on The Microstructure of an SX Ni-Base Superalloy Materials and Design, 97, 544-552, 2016. [18] UYGUR İ., Fe-Cu-C Çeliklerine Mangan İlavesinin Mekanik Özelliklere Etkisi, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 22(3), 325-330, 2007. [19] ERDEN M.A., GÖKÇE H., The Effect of Sintering Atmosphere on Mechanical Properties of Nb-V Bsaed Microalloy Steels Produced by Powder Metallurgy Method SYLWAN, 160(8), 362-375, 2016. [20] ERDEN, M.A., TAŞÇI, M. T., Toz Metalürjisi ile Üretilen Nb-V Mikroalaşım Çeliğine Ni İlavesinin Mikroyapı ve Mekanik Özellikler Üzerine Etkisi, Politeknik Dergisi, 19(4), 611-616, 2016. 264