INFLUENCE OF NEW FERRITE CONTENT ON TENSILE PROPERTIES OF DUAL PHASE STEEL

Benzer belgeler
ÇİFT FAZLI ÇELİĞİN ÇEKME ÖZELLİKLERİNE MİKROYAPININ ETKİSİ

Ç4140 ÇELİĞİNDEN ÇİFT-FAZLI ÇELİK ÜRETİLEBİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

DIN17CrNiMo6 Çeliğinin Mikroyapı Özelliklerine Kritik Sıcaklıklararası Isıl İşlemlerin Etkisi

GRADE A GEMİ SACININ ÇİFT-FAZLI ÇELİĞE ÜRETİLEBİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ INVESTIGATION OF PRODUCABIL OF DUAL-PHASE STEEL FROM GRADE A SHIP PLATE STEEL

Geleneksel Malzemelerdeki Gelişmeler

DUAL FAZLI ÇELİKLERDE MARTENZİT VE YÜKLEME HIZININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

ÇELİKLERİN VE DÖKME DEMİRLERİN MİKROYAPILARI

AISI 1010 ÇELİĞİNE KAYNAK SONRASI UYGULANAN ÇİFT FAZ OLUŞTURUCU ISIL İŞLEMLERİN MİKROYAPI VE TOKLUK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

KIRIK YÜZEYLERİN İNCELENMESİ

Çift Fazlı Çeliklerde Martensit Morfolojisinin Statik Deformasyon Yaşlanmasına Etkisi

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

ÇİFT FAZLI ÇELİKLERDE MARTENZİT MORFOLOJİSİNİN STATİK DEFORMASYON YAŞLANMA DAVRANIŞI ÜZERİNE ETKİSİ

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

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

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

DUAL-FAZ ISIL İŞLEMİ UYGULANMIŞ BETONARME ÇELİĞİNİN ÇEKME EĞRİSİNE TEMPERLEME ISIL İŞLEMİNİN ETKİSİ ÖZET

KTÜ, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

CALLİSTER FAZ DÖNÜŞÜMLERİ

Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

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

YÜKSEK KARBONLU ÇELİKLERE SU VERME İŞLEMİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Bir cismin içinde mevcut olan veya sonradan oluşan bir çatlağın, cisme uygulanan gerilmelerin etkisi altında, ilerleyerek cismi iki veya daha çok

Faz dönüşümünün gelişmesi, çekirdeklenme ve büyüme olarak adlandırılan iki farklı safhada meydana gelir.

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

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

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

Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 6, No: 3, 2009 ( ) Electronic Journal of Machine Technologies Vol: 6, No: 3, 2009 ( )

Metalografi Nedir? Ne Amaçla Kullanılır?

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

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

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

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

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

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Ösferrit Hacim Oranın Çift Fazlı Küresel Grafitli Dökme Demirlerin Yüzey Pürüzlülüğü Üzerindeki Etkisi

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

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

Temperleme İşleminin Yağda Soğutulan Çeliklerin Mikroyapı ve Sertlik Özelliklerine Etkisi

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

ÇELİKLERİN ISIL İŞLEMLERİ. (Devamı)

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

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

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

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

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

1560 ppm Bor İlave Edilmiş AISI 1020 Çeliğine Isıl İşlem Yöntemlerinin Etkisi. The Effect of Heat Treatment Methods on 1560 ppm Boron Added AISI 1020

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 3 Çelik üretimi. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

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

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

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

Farklı Sıcaklıklarda Sinterlenen Nb Katılmış TM Çeliklerinin Mikroyapı ve Mekanik Özellikleri

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

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 1 Deformasyon ve kırılma mekanizmalarına giriş

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

SICAK HADDE MAMULÜ Ç8620 ÇELİK ÇUBUĞUN MEKANİK ÖZELLİKLERDEKİ ANİZOTROPİK DURUMUN İNCELENMESİ

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

OSMANLI ALAŞIMLI ÇELİKLER SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ.BÖHLER W500

Çeliklerin Fiziksel Metalurjisi

MALZEME BİLGİSİ DERS 11 DR. FATİH AY.

SEMENTE EDİLMİŞ 8620 KALİTE ÇELİĞİN ÖZELLİKLERİNE SIFIRALTI İŞLEMİN ETKİSİ

Mikroyapısal Görüntüleme ve Tanı

Sementasyon İşleminin Farklı Çeliklerin Mikroyapı ve Sertlik Değerlerine Etkileri

% 0.03 Nb ve % 0.05 V lu bir boru hattı çeliğinde mikroyapı-mekanik özellik ilişkisi

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

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS)

ANİZOTROPİ. Schmid s Tek kristle uygulandığında:

Şekil 1. Elektrolitik parlatma işleminin şematik gösterimi

MALZEME BİLGİSİ DERS 9 DR. FATİH AY.

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

DARBE DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Metalik Malzemelerin Darbe Deneyi

ARAKRİTİK SICAKLIKLARDAN ÖSTEMPERLENMİŞ FERRİTİK KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRDE YENİ FERRİT OLUŞUMU

Islah Çeliklerinden 4140 Çeliğine (42CrMo4) Değişik Oranlarda Bor İlave Edilerek Uygulanan Isıl İşlem Metotlarının Etkisi

ALÜMİNYUM DÖKÜMDE MEKANİK ÖZELLİKLERİ ETKİLEYEN PARAMETRELER İÇİN DENEY TASARIMI

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

Çift Fazlı Çeliklerde Mikroyapının Mekanik Özelliklere Etkisi

AN INVESTIGATION ON THE PRODUCIBILITY OF TRAIN WHEELS BY CASTING METHOD

Kırılma nedir? Bir malzemenin yük altında iki veya daha fazla parçaya ayrılması demektir. Her malzemede kırılma karakteri aynı mıdır? Hayır.

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

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

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

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

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

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

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ HOŞGELDİNİZ

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞIYLA BİRLEŞTİRİLEN ÇİFT FAZLI ÇELİĞİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

AISI 1060 Çelik Malzemenin Tokluk Ve Sertlik Değerlerine Soğutma Ortamının Etkisi

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

Transkript:

5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS 09), 13-15 Mayıs 2009, Karabük, Türkiye YENİ FERRİT HACİM ORANININ ÇİFT FAZLI ÇELİKTE ÇEKME ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİSİ INFLUENCE OF NEW FERRITE CONTENT ON TENSILE PROPERTIES OF DUAL PHASE STEEL Fikret KABAKCI a ve Elmas SALAMCI b,* a Metalurji Malzeme Programı, Alaplı Meslek Yüksekokulu, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Zonguldak, Türkiye, fikretkabakci@mynet.com b,* Metal Eğitimi Bölümü, Teknik Eğitim Fakültesi, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye, salamcie@yahoo.com Özet Bu çalışmada sabit martenzit hacim oranında yeni ferritin çift fazlı çelikler üzerinde etkisi incelenmiştir. Martenzit içeriği %35 olarak sabit tutulmuş ve yeni ferrit hacim oranı 725 ve 752 C deki interkritik tavlamanın ardından kontrollü soğutmayla değiştirilmiştir. Bulunan sonuçlar %15 yeni ferrit içeren numunelerin yeni ferrit içermeyen numunelerle kıyaslandığında daha düşük akma ve çekme mukavemetine ancak daha yüksek sünekliğe sahip olduğunu göstermiştir. %15 yeni ferrit içeren numunelerde boyun bölgesinde yoğun mikroboşluk ve tamamen sünek kırılma gözlenmiştir. Bunun aksine yeni ferrit içermeyen numunelerde boyun bölgesinde düşük miktarda mikroboşluk ve hem klivaj hem sünek kırılma modu bir arada gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Yeni ferrite, Martenzit, Çift fazlı mikroyapı, Çekme özellikleri, Kırılma davranışı Abstract Effect of new ferrite at constant volume fraction of martensite on tensile properties has been studied. Martensite content was kept constant at 35% and new ferrite content was varied by controlled cooling from intercritical annealing temperature of 725 ve 752 C. The results showed that the specimens with 15% new ferrite have lower yield and tensile strengths but have higher ductility compared with the specimens which were free of new ferrite. The specimens with new ferrite had higher densities of microvoids and showed completely ductile type of fracture. In contary the specimens with no new ferrite had lower densities of microvoids and showed mixed type of fracture which comprises both cleavage and ductile fracture together. Keywords: New ferrite, Martenzite, Dual phase microstructure, Tensile properties, Fracture behaviour. 1.Giriş Çift fazlı çelikler üretildikleri yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çeliklere (HSLA) göre daha iyi dayanım-süneklik özellikleri göstermektedir. [1-8] Bu özelliklerinden dolayı otomotiv endüstrisinde önemli bir konuma sahiptirler. Otomobil parçalarında çok iyi şekil alabilirliğe sahip çift fazlı çelikler kullanılarak araçların ağırlığı azaltılır ve yakıt tüketiminde önemli oranda tasarruf sağlanır. Çift fazlı çelikler yumuşak ferrit matris içinde %20-25 oranında sert martenzit fazından oluşur. Çift fazlı çelikler interkritik bölgede (östenit+ferrit faz bölgesi) tavlama sonrasında uygun hızda soğutma sonucunda yeterli miktarda östenitin martenzite dönüşümüyle elde edilir. Tavlama sıcaklığı martenzit hacim yüzdesini kontrol eder. Kritik soğutma hızında var olan östenitin tamamı martenzite dönüşür ve oluşan yapı ferrit martenzit karışımıdır. Bazı çalışmalar martenzit hacim oranının çift fazlı çeliklerin deformasyon davranışı üzerinde çekme özelliklerini kontrol eden çok önemli bir faktor olduğunu göstermişlerdir. Çekme dayanımı direk olarak martenzitin hacim yüzdesiyle ilgilidir. Martenzit hacim oranı arttıkça çekme dayanımı artar ve süneklik azalır [9-12]. Başlangıçta yapılan çalışmalar çift fazlı çeliklerin sadece ferrit ve martenzitten oluştuğunu gösterirken, son yapılan çalışmalar bu çeliklerin deformasyon davranışının gizli kalmış bazı mikroyapısal detaylara bağlı olduğunu göstermiştir [13-15]. Bu mikroyapısal özelliklerden biri interkritik tavlama sonrasında oluşan dönüşmüş ferrit (yeni ferrit) dir. Bu yeni faz interkritik tavlama sonrasında soğutma esnasında östenitin ferrite dönüşmesiyle oluşur ve eski kalıntı ferrit ten hem yönlenme hemde kompozisyon bakımından farklıdır. Bu çalışmada sabit martenzit hacim oranında çift fazlı çeliğin mekanik özellikleri ve kırılma davranışı üzerinde yeni ferritin etkisi araştırılmıştır. 2. Deneysel Çalışmalar Bu çalışmada kullanılan ve kimyasal bilesimi çizelge 1 de verilen çelik, Tübitak MAM da döküm yoluyla 26x300x300mm boyutlarında blok halinde indüksiyon ocağında üretilmiştir. Üretilen bloklar daha sonra sıcak haddeleme işlemine tabi tutularak 4 pasoda 4 mm kalınlığında elde edilmiştir. Çizelge 1. Deneylerde kullanilan malzemenin Kimyasal bileşimi (% ağirlik). C Mn P S Si Cu Cr Ni 0,0981 1,6530 0,0158 0,0126 0,5496 0,0225 0,0672 0,6947 Mo Sn Al Nb V W Co Ti 0,0035 0,0024 0,0057 0,0210 0,0178 0,0043 0,0085 0,0073 Kritik tavlama sıcaklıkları (A 1 ve A 3) Andrews in [16] ampirik formülü kullanılarak 711 C-862 C olarak tespit edilmiştir. Isıl işlem deneyleri, martenzit hacim oranının (MHO) kritik sıcaklığa bağımlılığının tespiti ve çekme deney numunelerinin üretilmesi olmak üzere iki aşamada yapılmıştır. Isıl işlemler sırasında sıcaklık ölçümünde K tipi termokapıl kullanılmıştır. Numuneler sabitleme çubuğuna, IATS 09, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye

Kabakcı F. ve Salamcı E. ısıl çiftlerde numune yüzeyinin merkezine elektrik direnç kaynağı ile kaynaklanmıştır. ABB Commander marka kayıt cihazı, kompenzasyon kablosu ve klemens ile ısıl çift tellerine bağlanarak sıcaklık ölçüm sistemi tamamlanmıştır. Kritik tavlama sıcaklığına göre MHO nın değişimini tespit etmek için 4x15x15 mm boyutlarında numuneler kullanılmıştır. Bu numunelere kritik bölgedeki 8 farklı sıcaklıkta 25 dakika tavlama sonrasında su verme işlemi yapılmıştır. Kritik tavlama sırasında oluşan östenitin, suda su verme sonrasında soğuma hızının çok yüksek olması nedeniyle tamamen martenzite dönüştüğü kabul edilmiştir. Üretilen çift fazlı çeliklerin martenzit hacim oranları Swift marka nokta sayıcı ile yapılan 700-1000 nokta sayımıyla tespit edilmiştir. Üretilen çift fazlı çeliklerin metalografik incelemelerinde optik mikroskop ve geçirimli elektron mikroskopu (TEM) kullanılmıştır. Optik mikroskopta incelenecek numuneler zımparalama ve parlatma işlemine tabi tutulduktan sonra,% 2 lik nital (% 2 Nitrik asit + % 98 Methanol) ile dağlanmıştır. Martenziti daha belirgin hale getirebilmek için numuneler % 10 sodyum metabisülfit + % 90 saf su çözelitisinde ikinci bir dağlama işlemine tabi tutulmuştur. (Benscoter,1996) Eski ve yeni ferriti ayırt etmek için Lawson ve arkadaşlarının geliştirdiği dağlama yöntemi kullanılmıştır [17]. Bu yöntem % 4 lük pikral ile dağlama sonrasında kaynar haldeki alkali kromat çözeltisinde (8 gr CrO 3 + 40 gr NaOH + 72 ml H 2O) 4-10 dk lık bir sürede ikinci bir dağlama işlemini içermektedir. Bu dağlama sonrasında yeni ferrit beyaz, eski ferrit gri ve martenzit siyah olarak görülmektedir. TEM çalışması için ısıl işlem görmüş çift fazlı çeliklerden numune hazırlanmıştır. Numuneler düşük hızda çalışan Struers Minitom kesme cihazıyla kesilmiş, 3 mm çapında delinmiş ve 100µm a kadar zımparalanarak inceltilmiştir. Numunelerin elektro parlatma işlemi %5 perklorik asit + %95 metanol çözeltisinde, 30 o C sıcaklıkta, 50V and 250mA de Struers-Tenupol-5 Çift Jet Elektroparlatıcı cihazında gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan numuneler JEOL 2100 Geçirimli Elektron Mikroskobunda 200 kv altında incelenmiştir. Çekme deney numuneleri TS138 e göre 15x2.5 mm kesitinde L o=28 mm olmak üzere her ısıl işlem grubu için 3 er adet hazırlanmıştır. Isıl işlem uygulanmış numunelerin çekme deneyi Zwick test cihazında 1mm/dk çekme hızında gerçekleştirilmiştir. Çekme deneyi sonrasında kırık yüzey incelemesi Taramalı Elektron Mikroskopunda (SEM) yapılmıştır. Kopma bölgesine yakın yerden alınan parçalar çekme yönüne paralel ve dik olmak üzere iki yönlü olarak incelenmiştir. 3. Sonuçlar ve Tartışma 3.1. Mikroyapı Şekil 1 martenzit hacim yüzdesiyle interkritik tavlama Şekil 1. Kullanılan malzemede kritik tavlama sıcaklığına bağlı olarak MHO nındeğişimi. sıcaklığı arasındaki ilişkiyi göstermektedir. İnterkritik tavlama sıcaklığı arttıkça martenzit hacim yüzdesi artmaktadır. Benzer ilişki diğer araştırmacılar tarafından da bildirilmiştir [18-20]. Çelik malzemeye uygulanan iki farklı ısıl işlem prosedürü ve faz hacim oranları çizelge 2 de sunulmuştur. Her numune gördüğü işleme göre kodlandırılmıştır. Baştaki harfler soğutma ortamını temsil eder: SS suda soğutma, FS fırında soğutma. Sondaki sayılar interkritik tavlama sıcaklığını belirtir. Çizelgeden görüldüğü gibi 725 C de tavlanan ve suda soğutulan numunenin yeni ferrit içermediği (SS725), 752 C de tavlanan ve fırında soğutulan numunenin (FS752) %15 yeni ferrit içerdiği tespit edilmiştir. Ayrıca bu numunelerin yaklaşık aynı miktarda martenzit (%35-37) içerdiği bulunmuştur. Yeni ferritin miktarı interkritik tavlama sıcaklığına ve soğutma hızına bağlıdır. Çizelge 2 de gösterildiği gibi interkritik sıcaklık azaldıkça ve soğuma hızı arttıkça yeni ferritin hacim oranı azalır. Çizelge 2. Kullanılan malzemeye uygulanan işlem prosedürü ve faz hacim oranları. Numune kodu Isıl işlem Sıcaklığı o C Soğutma Ortamı %MHO %Yeni Ferrit SS725 725 Su 35 - FS752 752 Fırın 37 15 Şekil 2 de %2 lik nitalle dağlanmış ısıl işlem uygulanmış numunelerin optik mikroskop ile elde edilmiş mikroyapıları sunulmuştur. Şekilden görüldüğü üzere martenzit koyu renkte, ferrit ise açık renkte ortaya çıkmıştır. Mikroyapı incelemelerinde ferrit+martenzit dışında herhangi bir faza (beynit, perlit) rastlanılmamıştır. Bu sonuç ferrit+martenzitten oluşan çift fazlı çelik üretiminin gerçekleştiğini göstermektedir. Lawson ayıracı ile dağlanmış FS752 kodlu numunenin optik mikroskopta çekilmiş mikroyapı fotoğrafı şekil 3 de verilmiştir. Şekilden Çizelge 3. Çekme diyagramlarından elde edilen mühendislik verileri. Numune Isıl işlem Soğutma Akma dayanımı % Toplam kodu sıcaklıkları o Çekme dayanımı Mpa C ortamları Mpa uzama SS725 725 Su 600 840 22 FS752 752 Fırın 567 824 25

Kabakcı F. ve Salamcı E. a) SS725 a) SS725 b) FS752 Şekil 2. Üretilen çift fazlı çeliklerin optik mikroskop fotoğrafları (Dağlama %2 nital) b) FS752 Şekil 4. TEM fotoğrafları a) SS725 kodlu numunede yüksek dislokasyon yoğunluğu b) FS752 kodlu numunede düşük dislokasyon yoğunluğu. FS752 de düşük dislokasyon yoğunluğu gözlenmiştir. Matlock ve arkadaşları da [21] yaptıkları çalışmada benzer sonuçları gözlemlediklerini bildirmişlerdir. 3.2. Çekme Özellikleri ve Kırılma Davranışları Şekil 3. FS752 kodlu mumunede yeni ferrit mikroyapı fotoğrafı (Dağlama kaynar alkali kromat çözeltisi) görüldüğü gibi martenzit siyah, eski ferrit gri, yeni ferrit beyaz olarak açığa çıkmıştır. Şekil 4 te ısıl işlem uygulanmış numunelerin TEM incelemeleri sonucunda elde edilmiş mikroyapı görüntüleri verilmektedir. Hızlı soğutulan SS725 kodlu numunede oluşan martenzitin yakınındaki bölgelerde yüksek dislokasyon yoğunluğu, bunun aksine daha yavaş soğutulan Numunelerin çekme deneyi sonuçları çizelge 3 de verilmiştir. FS752 kodlu numune (%15 yeni ferrit içermekte) SS725 kodlu numune (yaklaşık aynı miktarda martenzit içermekte fakat yeni ferrit içermemekte) ile kıyaslandığında daha yüksek süneklik fakat daha düşük çekme mukavemetine sahiptir. Benzer sonuçlar diğer araştırmacılar tarafından da bildirilmiştir [22-23]. Martenzit miktarı sabit tutulduğunda yeni ferrit malzemenin sünekliğini artırmakta fakat mukavemetini düşürmektedir.

Kabakcı F. ve Salamcı E. Şekil 5 SS725 kodlu numunede düşük yoğunlukta mikroboşluk oluşumu. Şekil 8. SS725 kodlu numunede kısmen klivaj kırılma ve sünek çukurcuklar görüntüsü. Şekil 6. FS752 kodlu numunede yüksek yoğunlukta mikroboşluk oluşumu. Şekil 7. FS752 kodlu numunede kırık yüzeye yakın bölgede martenzit kırılmasıyla mikroboşluk oluşumu. Mukavemet artışının ve süneklik düşüşünün sebebi daha önce söylendiği [21] ve bu çalışmada da gözlendiği gibi malzeme hızlı soğutulduğunda (suda soğutma) oluşan martenzitin yakınındaki bölgelerde yüksek dislokasyon Şekil 9. FS752 kodlu numunede sünek çukurcuklar (dimples) ve büyük delik görüntüsü. yoğunluğu malzemede mukavemeti artırır. Bunun tersine daha yavaş soğutmada (fırında soğutma) martenzitin etrafında yeni ferrit oluşur buda sünekliğin daha iyi olmasına yol açar. Çekme deney numunelerinin kırılma mekanizmaları SEM ile incelenmiştir. Kırılan yüzeyler genelde çanak ve koni kırılma modu sergilemişlerdir. Çanak ve koni kırılma ile birlikte mikroboşlukların oluşumu sünek kopma karakteri için tipik göstergelerdendir [10]. Mikroboşluklar martenzit ve inklüzyonlar üzerinde çekirdeklenmektedir. Streinbrunner ve arkadaşları mikroboşlukların öncelikle martenzit üzerinde çekirdeklendiğini inklüzyonlar üzerinde çekirdeklenmenin ise ikincil bir olay olduğunu bildirmiştir [24]. Mikroboşlukların martenzit üzerinde çekirdeklenmesinin nedeni, bitişik martenzit parçacıklarının ayrışması ve martenzit parçacıklarının bölgesel deformasyonu veya ferrit-martenzit ara yüzeyinin ayrışmasına atfedilmektedir [23]. Kırılma yüzeyine yakın bölgelerde mikroboşluk yoğunluğu artmaktadır. Mikroboşluk yoğunluğunun kırılma yüzeyine yaklaştıkça artması bu bölgedeki gerinimin yüksek olması ile açıklanmaktadır [23-24].

Kabakcı F. ve Salamcı E. Kırılmış çekme numunelerinin boyun bölgesinde mikroboşluk çalışmaları Şekil 5-7 de sunulmuştur. Şekil 5 te verilmekte olan SEM fotoğrafı FS752 kodlu numunede boşluk yoğunluğunun daha yüksek olduğunu göstermektedir. Yaklaşık olarak %15 yeni ferrit içeren bu numune daha yüksek %uzama değerine sahiptir. Bunun aksine yeni ferrit içermeyen SS725 kodlu numune daha düşük %uzama değerine sahiptir ve şekil 6 danda görüldüğü gibi bu numunede boşluk yoğunluğunun düşük olduğu gözlenmektedir. Sarwar ve arkadaşları da yaptıkları çalışmada yeni ferrit içermeyen numunede mikroboşluk oluşmadığını, %20 yeni ferrit içeren numunede ise boşluk oluşumunun yoğun olduğunu bildirmişlerdir [22]. Şekil 7, FS752 kodlu numunede kırılma yüzeyine yakın bir bölgede martenzit partikülünün kırılmasıyla oluşmuş mikroboşlukları göstermektedir. Bu mikroyapıda martenzit partikülünün kırılma oluşmadan önce çekme yönü boyunca plastik olarak deforme olduğu (boyu uzamış, kesiti incelmiş) görülmektedir. Şekil 8 ve 9 da çekme numunelerinin kırılma yüzeyleri gösterilmektedir. Suda soğutulan numunenin kırık yüzeyinde kısmen klivaj kırılma ile birlikte sünek çukurcuklar (dimples) gözlenmiştir (Şekil 8). Fırında soğutulan numunelerin kırık yüzeyinde ise tipik sünek kırılma gözlenmiştir; mikroboşluklar birleşmiş haldedir ve klivaj kırılmaya rastlanmamıştır (Şekil 9). Yukarıdaki şekilden de görüldüğü gibi fırında soğutulan malzemede oluşan yeni ferrit ile sünek kırılma arasında yakın bir ilişki bulunmaktadır. Yeni ferrit içermeyen numunede Sarwar ve arkadaşları [22] önemli oranda klivaj kırılma, Erdoğan [23] ise kısmen klivaj kırılma gözlemlediklerini bildirmişlerdir. Bu şekiller ayrıca bazı büyük, derin delikler göstermektedir. Bu derin deliklerin varlığı martenzit ve inklüzyonların kırılmasından kaynaklanmaktadır (Şekil 8, 9). 4. Sonuçlar 1. Kritik tavlama sıcaklığı arttıkça, östenitin martenzite dönüşüm miktarı artar. 2. Yeni ferritin hacim yüzdesi kontrol edilebilir bir parametredir ve direk olarak mikroalaşımlandırılmış çift fazlı çeliklerde mukavemet ve sünekliği etkiler. Yeni ferrit miktarı arttıkça mukavemet azalır, süneklik artar. 3. Yeni ferritin miktarı interkritik tavlama sıcaklığına ve soğutma hızına bağlıdır. 4. Yeni ferrit içeren numuneler tamamen sünek kırılma davranışı göstermiştir. Yeni ferrit içermeyen numuneler de kısmen kivaj kırılma ile birlikte sünek kırılma gözlenmiştir. 5. Kırılma yüzeylerinin SEM incelemesi sonucunda yeni ferrit içermeyen numuneler düşük yoğunlukta mikroboşluk içerir. 6. Daha iyi mukavemet/süneklik elde etmek için ekstra ısıl işlem yapmak yerine yeni ferrit içeren çift fazlı çelik üretmek daha ucuzdur. 5. Kaynaklar [1] Rashid, M.R., Relation between steel microstructure and formability, in Formable HSLA and dual-phase steels, TMS-AIME, Editör: Davenport, A.T., 1-24, 1979. [2] Koo, J.J. ve Thomas, G., Design and dublex carbon steels for improved strength: weight applications, in Formable HSLA and dual-phase steels, TMS-AIME, Editör: Davenport, A.T., 40-55, 1979. [3] Rigsbee, J.M. ve VanderArend, P.S., Laboratory studies of microstructures and structure-property relationships, in Formable HSLA and dual-phase steels, TMS-AIME, Editör: Davenport, A.T., 56-86, 1979. [4] Morrow, J.W. ve Tither, G., Back, R.M., Intercritically annealed dual phase steels for automotive applications, in Formable HSLA and dual-phase steels, TMS-AIME, Editör: Davenport, A.T., 151-166, 1979. [5] Hayami, S., Furukawa, T., Gondoh, H., Takechi, H., Recent developments in formable hot and cold rolled HSLA ıncluding dual-phase sheet steels, in Formable HSLA and dual-phase steels, TMS-AIME, Editör: Davenport, A.T., 167-180, 1979. [6] Rashid, M.S., GM 980X-A unique high strength sheet steel with superior formability, SAE,Detroit, MI, Paper No.760206, 1976. [7] Bucher, J.H. ve Hamburg, E.G., High strength formable sheet steel, SAE, Detroit, MI, Paper No. 770164, 1977. [8] Davies, R.G. ve Magee, C.L., Physical metallurgy of automotive high strength steels, in Structure and properties of dual-phase steels, TMS-AIME, Editör: Kot, R.A ve Morris, J.W., 1-19, 1979. [9] Davies, R.G., On the ductility of dual-phase steels, in Formable HSLA and dual-phase steels, TMS-AIME, Editör: Davenport, A.T., 25-39, 1979. [10] Speich, G.R. ve Miller, R.L., Mechanical propertiesof ferrite-martensite steels, in Structure and properties of dual-phase steels, TMS-AIME, Editör: Kot, R.A ve Morris, J.W., 145-182, 1979. [11] Lawson, R.D., Matlock, D.K., Krauss, G., The effect of microstructure on the formation behaviour and mechanical properties of a dual phase steel, in Fundamentals of dual phase steels, Editör: Kot, R.A. ve Bromfitt, B.L., TMS-AIME, 347-378, 1981. [12] Davies, R.G., Influence of martensite composition and content on the propertiesof dual phase steels, Met. Trans., 18A, 671-679, 1978. [13] Huppi, G.S., Matlock, D.K.,An evalution of the ımportance of epitaxial ferrite in dual phase steel microstructures, Scrip. Metal., 14, 1239-1243, 1980. [14] Erdogan, M. ve Priestner, R., Effect of martensite content, ıts dispersion and epitaxial content on Bauschinger behaviour of dual ohase steel, Mater. Sci. and Tech., 15, 1273-1284, 1999. [15] Jeong, W.C. ve Kim, C.H., Deformation characteristics of retained ferrite and transformed ferrite in a dual phase steel, Metal. Trans. A, 18A, 629-635, 1987. [16] Andrews, K.W., Empirical formulae for the calculation of some transformation temperatures, J. of Iron and Steel Inst., 721-727, 1965. [17] Lawson, R.D., Matlock, D.K., Krauss, G., An etching technique for microalloyed dual phase steels, Metallography, 1, 71-87, 1980. [18] Ahmed, E. ve Priestner, R., Effect of rolling in the intercritical region on the tensile properties of dual phase steel, J. Mater. Eng. Perform, 7(6), 772-776, 1998. [19] Sarwar, M. ve Priestner, R., Influence of ferritemartensite microstructural morphology on tensile properties of dual phase steel, J. Mater. Sci., 31, 2091-2095, 1996.

[20] Erdogan, M., Tekeli, S., Pamuk, O., Erkan, A., Surface carburized AISI 8620 steel with dual phase core microstructure, Mater. Sci. Tech., 18, 840-844, 2002. [21] Matlock, D.K., Krauss, G., Ramos, R.F., Huppi, G.S., A correlation of processing variables, in Structure and properties of dual-phase steels, TMS-AIME, Editör: Kot, R.A ve Morris, J.W., 62-90, 1979. [22] Sarwar, M., Ahmad, E., Qureshi, K.A., Manzoor, T., Influence of epitaxial ferrite on the tensile properties of dual phase steel, Mater. and Design, 28(19, 335-340, 2007. [23] Erdogan, M., The effect of new ferrite content on the tensile fracture behaviour of dual phase steels, J. Of Mater. Sci., 37, 3623-3630, 2002. [24] Steinbrunner, D.L., Matlock, D.K., Krauss, G., Void formation during tensile testing of dual phase steels, Met. Trans., 19A, 579-589, 1988. Kabakcı F. ve Salamcı E.