5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS 09), 13-15 Mayıs 2009, Karabük, Türkiye STATİK GERİNİM YAŞLANMASININ FERRİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ THE EFFECT OF STATIC STRAIN AGEING ON MECHANICAL PROPERTIES OF FERRITIC STAINLESS Ramazan KAÇAR* ve Süleyman GÜNDÜZ* *Karabük Üniversitesi Teknik Eğitim Fak. Metal Eğitimi Bölümü, Karabük, Türkiye, E-posta: rkacar@karabuk.edu.tr, sgunduz@karabuk.edu.tr Özet Bu çalışmada AISI430 kalite paslanmaz çeliğin statik yaşlanma davranışı araştırılmıştır. Ferritik paslanmaz çelik test numuneleri 950 o C sıcaklıkta 15 dakika süreyle solüsyona alma ısıl işlemine tabi tutularak ardından suda soğutulmuştur. Solüsyona alma ısıl işleminden sonra % 8 öndeformasyona uğratılan numuneler 100 o C, 200 o C, 300 o C ve 400 o C sıcaklıklarda 30 dakika yaşlandırılmıştır. Statik yaşlanmanın mekanik özellikler üzerindeki etkisi çekme testi ile araştırılmıştır. Yaşlandırma sıcaklığındaki değişimlere bağlı olarak AISI430 paslanmaz çeliğin mekanik özellikleri iyileşirken şekil alma kabiliyetleri düşmüştür. Anahtar kelimeler: AISI430 ferritik paslanmaz çelik, Statik gerinim yaşlanması Abstract In this study, the strain ageing behaviour of AISI430 ferritic stainless steel is investigated. A certain part of the ferritic stainless steel test pieces were solution heat treated at 950 o C for 15 minutes, water quenched and pre-strained for 8 % in tension shortly after the solution heat treatment then aged at 100 o C, 200 o C, 300 o C, and 400 o C for 30 minutes. Tensile strength measurement was employed to investigate the effect of strain ageing on the mechanical properties. The variations in ageing temperature have improved the mechanical properties of the AISI430 grade steel, whereas the ductility has decreased. Keywords: AISI430 ferritic stainless steel, Static strain ageing sünekliklerinde kayıp meydana gelir. Bu durum yeni tasarımlarda göz önünde bulundurulmalıdır [3, 4, 5]. Yaşlanma sertleşmesi arayer atomlarının dislokasyonların hareketini engellemesiyle, metal ve alaşımların mekanik özelliklerinin değişmesine neden olan bir mekanizma olarak tanımlanabilir. Yaşlanma sertleşmesi plastik deformasyondan sonra meydana geliyorsa bu durum statik yaşlanma sertleşmesi, eğer yaşlanma sertleşmesi olayı plastik deformasyon sürecinde meydana geliyorsa bu dinamik yaşlanma sertleşmesi olarak adlandırılır [6]. Statik yaşlanmanın çeliklerin mekanik özellikleri üzerine etkisini göstermenin en güzel yolu gerilim-uzama eğrisi ile olur. Şekil 1 (a) de normalize edilmiş yumuşak çeliğin gerilim uzama eğrisi verilmiştir [7]. Diyagramdan görüldüğü gibi başlangıç olarak çeliğin akma noktası üzerinde A noktasına kadar gerinim uygulandıktan sonra yük kaldırılarak numune tekrar test edilirse, gerilim-uzama eğrisi (a) daki eğriyi takip eder. A noktasına geldiğinde numune tekrar akma gösterir. Ancak alt ve üst akma noktaları belli değildir. Eğer numune A noktasında iken uygulanan yük kaldırılıp; oda veya daha yüksek sıcaklıkta yaşlandırılırsa sürekli akma davranışı tekrar geri gelir. Gerilim-uzama eğrisi Şekil 1(b) deki gibi olur. Yeni akma noktası öndeformasyon işleminde kullanılan akma geriliminden daha yüksek hale gelmiştir. Akma noktasındaki bu artış, statik gerinim yaşlanmasının en belirgin işaretidir [8 10]. Bunun yanı sıra çekme dayanımında artış, uzama ve kesit daralmasında azalma meydana gelir. Fakat bu her zaman gerçekleşmeyebilir. Statik gerinim yaşlanmasından etkilenebilecek diğer özellikler ise; süneklikten gevrekliğe geçiş sıcaklığı, yorulma dayanımı, elektriksel ve manyetik özelliklerdir [9]. 1. Giriş Paslanmaz çelikler korozyona dayanıklı demir esaslı alaşımlardır. Korozyona karşı dayanımları kimyasal bileşiminde %11 30 kadar bulunabilen krom elementinden gelir. Paslanmaz çelik ailesinin bir üyesi olan ferritik paslanmaz çeliklerin bileşiminde ise demir ve kromun yanı sıra, az miktarda karbon, azot ve nikelde bulunabilir. Endüstride yaklaşık olarak 15 çeşit ferritik paslanmaz çeliğe rastlanır. Manyetikleşebilen, hacim merkez kübik kristal kafesine sahip bu çelikler ısıl işlemle sertleşmezler [1]. Gerilmeli, çukurcuk ve aralık korozyonlarına karşı dayanımlarından dolayı klorür içeren ortamlarda tercihen kullanılırlar [2,3]. Süneklikleri ve şekil alma kabiliyetleri çok iyi olan ferritik paslanmaz çeliklerin yüksek sıcaklıkta çalışma dayanımları düşüktür. Kaynak işlemi gibi, yüksek sıcaklıklara maruz kalacak uygulamalarında tokluk ve IATS 09, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye
kalite çelik ısıl işlem fırında 950 ± 2 o C sıcaklıkta 15 dakika solüsyona alma ısıl işlemine tabi tutulduktan sonra oda sıcaklığına suda soğutulmuştur. Solüsyona alma ısıl işleminden sonra numuneler oda sıcaklığında doğal yaşlanmaya maruz kalmaması için buzdolabında muhafaza edilmiştir. Y1 = Ön deformasyon sırasında gerilim artışı; Y2 = Yaşlanma ile artan gerilim; Y3 =Ön deformasyon ve yaşlanmadan dolayı gerilim artışı = Y1 + Y2; Au = Öndeformasyon ve yaşlanmadan dolayı maksimum çekme dayanımındaki değişim; Ae = Öndeformasyon ve yaşlanmadan dolayı toplam uzamadaki değişim Şekil 1. Ön deformasyon ve yaşlanmanın gerilim-uzama eğrisi üzerinde şematik gösterimi Sıradan ferritik çeliklerin yaşlanma kinetiği çok düşük miktarda dahi olsa % 0.003 karbon ve azot atomlarının hareket halindeki dislokasyonlara doğru gitmesinden ileri gelir [11]. Kafes gerinim enerjisinde azalmaya sebep olan dislokasyonlar etrafında oluşan Cottrell atmosferi olarak adlandırılan bu arayer atom bulutu, yaşlanma için temel itici güçtür. Daha önce belirtildiği üzere gerinim yaşlanmasının mekanik özellikler üzerindeki etkisi; akma ve çekme dayanımında artış, süneklikte azalmadır. Düşük karbonlu çeliklerin gerinim yaşlanması mekanizması ve kinetiği anlaşıldığı için derin çekilebilir çelikler, fırın sertleşmesine uğrayan çelikler ve dual fazlı çeliklerin endüstride kullanımında kontrollü yaşlanmadan yararlanarak mekanik özelliklerin iyileştirilmesine gidilmektedir [12]. Literatürde AISI430 ferritik paslanmaz çeliklerin statik gerinim yaşlanma davranışları hakkında detaylı çalışmalara rastlanmaması sebebiyle, bu çalışmada gerinim yaşlanmasının mekanik özellikler üzerindeki etkisi dayanım özellikleri ölçülerek tespit edilmiştir. Bu çalışmada solüsyona alma ısıl işlemine tabi tutulup, öndeforme edilen çeliğin farklı yaşlanma sıcaklıklarında ve 30 dakikalık sabit zaman dilimde çekme dayanımında meydana gelen değişimler analiz edilmiştir. 2. Deneysel Metot Bu çalışmada 1,2 mm kalınlığında ticari olarak temin edilebilen AISI430 kalite ferritik paslanmaz çelik sac malzeme kullanılmıştır. Çeliğin kimyasal bileşiminde 0.045 %C, 18.16 %Cr, 0.60 % Mn, 0.177 %Ni, 0.396 % Si, 0.066 % Cu, 0.015 % P, 0.001 % S, 0.003 % Ti ve 80.33 % Fe (wt-%) elementleri bulunmaktadır. Bu çalışmada kullanılan, paralel boyun uzunluğu 60 mm ve genişliği 12 mm olan çekme deney numunesi kesme kalıbında preslenerek elde edilmiştir. Oda sıcaklığında arayer atomlarınca zenginleştirilmiş katı eriyik elde edebilmek için AISI430 Solüsyona alınmış şekliyle numunenin mekanik özelliklerini tespit edebilmek için 3 adet numune yapay olarak yaşlandırılmadan test edilir iken, geriye kalan solüsyona alınmış numuneler ise çekme test cihazında extensometre kullanarak %8 öndeformasyona tabi tutulmuştur. Ön deformasyon işleminden sonra numuneler ısıl işlem fırınında 100 o C, 200 o C, 300 o C ve 400 o C 30 dakika süreyle yaşlandırılarak havada soğutulmuştur. Yaşlandırılan numuneler daha sonra Schimadzu marka çekme test cihazında 2 mm.min -1 çekme hızında koparılmışlardır. Y1 akma dayanımındaki artış (σ y σ f) olarak tanımlanmıştır. σ y, yaşlanmadan dolayı akma dayanımındaki artış ve σ f, ise ön deformasyonun sonundaki dayanımı ifade etmektedir. Deneysel şartlardan dolayı oluşabilecek hatayı minimuma indirebilmek adına her bir sıcaklık için üç adet numune test edilmiştir. Solüsyona alınmış ve yapay olarak yaşlandırılmış çekme test numunelerinin kırılma yüzeyleri SEM mikroskobunda analiz edilmiştir. 3. Deneysel Sonuçların Değerlendirilmesi Ve Tartışılması Solüsyona alınmış %8 ön deforme edildikten sonra 100 o C, 200 o C, 300 o C ve 400 o C sıcaklıkta 30 dakika yaşlandırılan AISI430 kalite çeliğin maksimum çekme dayanımına ve Y1 e (gerilim yaşlanmasından dolayı akma dayanımındaki artış), ısıl işlemin etkisi araştırılmıştır sonuçlar sırasıyla Şekil 2 ve 3 de gösterilmiştir. UTS (MPa) 740 720 700 680 660 640 620 600 580 560 540 520 500 Solusyona alma isil islemi uygulanmis ve % 8 öndeforme edilmis 0 100 200 300 400 Yaslandirma sicakligi ( o C) Şekil 2. Test numunelerinde yaşlanma sıcaklığına bağlı olarak maksimum çekme dayanımlarında meydana gelen değişim.
130 5,0 Y1 (MPa) 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Solusyna alma isil islemi görmüs ve %8 öndeforme edilmis 100 150 200 250 300 350 400 Akma noktasi uzamasi (%) 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Solusyona alma isil islemi uygulanmis ve %8 öndeforme edilmis 100 200 300 400 Yaslandirma sicakligi ( o C) Yaslanma sicakligi ( o C) Şekil.3. Test numunelerinde yaşlanma sıcaklığına bağlı olarak Y1 değerlerinde meydana gelen değişim. Şekiller 2 ve 3 den görüldüğü gibi, 30 dakikalık yaşlanma zamanında artan yaşlanma sıcaklığına bağlı olarak maksimum çekme dayanımında ve Y1 değerlerinde sürekli bir artış bulunmuştur. En yüksek Y1 artışı 400 o C sıcaklıkta 126 MPa olarak tespit edilmiştir. Yaşlanmadan dolayı akma dayanımındaki artış AISI430 ferritik paslanmaz çeliklerde gerinim yaşlanması oluşumunun en kuvvetli göstergesidir. Çalışmada ayrıca % kırılma uzaması ve % akma noktası uzamasıda belirlenmiştir. Sonuçlar Şekil 4 ve 5 de gösterilmiştir. Kirilma uzamasi (%) 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Solusyona alma isil islemi uygulanmis ve %8 öndeforme edilmis 0 100 200 300 400 Yaslanma sicakligi ( o C) Şekil.4. Test numunelerin yaşlanma sıcaklığına bağlı kırılma uzaması değerleri Şekil.5. Test numunelerinde yaşlanma sıcaklığına bağlı olarak % akma noktası uzaması değerlerindeki değişim. Şekiller 4 ve 5 den görüldüğü gibi artan yaşlanma sıcaklığına bağlı olarak % kırılma uzamasında azalma, fakat akma noktası uzamasında ise artış bulunmuştur. Örneğin, % kırılma uzaması 30 dakikalık yaşlanmadan sonra 100 o C sıcaklıkta yaklaşık %23 değerinden 400 o C de yaklaşık %12 değerine azalırken, belirtilen sıcaklıklarda % akma noktası uzaması için bu değerler sırasıyla yaklaşık %0,4 den %4,5 değerine çıkmıştır. Kısacası süneklikteki bu kayıp intermetalik fazların oluşumuna atfedilebilir. Çünkü ferritik paslanmaz çelikler belirli bir süre 370-480 o C sıcaklığa maruz kalırlarsa istenmeyen intermetalik fazlar oluşabilirler. Kraft bir çalışmasında 370 ve 480 o C sıcaklık aralığında alpha prime ve kromca zengin M 23C 6, M 23(C, N) 6 gibi karbür ve nitrürler oluştuğunu bu çökeltilerin toplam etkisinin 475 o C gevrekliği olarak isimlendirildiğini rapor etmiştir [13]. Tüm yaşlanma zamanlarında çözünen atomların akma dayanımında meydana getirdiği değişim gerinim yaşlanmasının en belirgin işaretidir. Maksimum çekme dayanımı ve % uzamadaki değişim yaşlanmanın daha sonraki safhalarında daha fazla arayer atomlarının biraraya gelmesi ile oluşur ve akma noktasındaki uzama daha düzensiz olarak artar. Gerilim-uzama diyagramının akma noktası uzamasındaki bu düzensizlik sıcaklığın artmasıyla yüksek oranda alfa demir içerisinde bulunan arayer atomlarının dislokasyonların hareketini engellemesiyle oluşmaktadır. Maksimum çekme, yaşlanmadan dolayı akma dayanımında Y1 artış ve % kırılma uzamasındaki azalma dislokasyonların arayer atomlarınca engellemesine sebep olan difüzyon mekanizması ile açıklanabilir. Çünkü 950 o C solüsyona alma ısıl işleminden sonra suda soğutma ile katı eriyik içerisinde serbest arayer atomlarının miktarı artacaktır. Ayrıca bu çeliklerin dayanım artışı yaşlanma sırasında oluşan ikincil faz parçacıkların dislokasyon hareketini engellemesi sebebiylede olabilir. Buono ve arkadaşları [5] tarafından yürütülen bir çalışmada farklı yaşlanma zamanı ve yaşlanma sıcaklıklarında AISI430 tip ferritik paslanmaz çeliklerin elektrik dirençlerini ölçmüşlerdir. Elde edilen sonuçlara göre ferrit fazında karbon atomunun dislokasyona hareket etmesi ile elektrik direncinde değişime sebep olduğu görülmüştür. Yaşlanma sıcaklığı ve zamanındaki artışa bağlı olarak elektrik
iletiminde kafes içerisindeki düzensizliklerden dolayı bir azalma olduğu rapor edilmiştir [5]. Şekil 6 da ticari olarak temin edildiği şekliyle, solüsyona alınmış, %8 öndeforme edilmiş, 100 o C, 200 o C, 300 o C ve 400 o C sıcaklıkta 30 dakika süre ile yaşlandırılan numunelerin gerilim-uzama eğrileri gösterilmiştir. Şekil 6. Ticari olarak temin edildiği şekliyle, solüsyona alınmış, %8 öndeforme edilmiş, 100 o C, 200 o C, 300 o C ve 400 o C sıcaklıkta 30 dakika süre ile yaşlandırılan numunelerin gerilim-uzama eğrileri. Şekil 6 dan görüldüğü gibi yaşlanmadan önce test numunesinin gerilim-uzama eğrisi sürekli yani belirgin olmayan bir akma davranışı göstermektedir. Sotomayor ve Herrera [14] yaptıkları bir TEM çalışmasında çok küçük boyutta düşük karbonlu karbonitrürlerin (Cr 2 (C,N)) tercihen tane sınırlarında çökeldiğini, bunların (N, C) gibi arayer atomlarını kilitleyerek dislokayonlara doğru hareketini engellediğini ve bunun sonucunda da belirgin akma noktasının görülmediğini açıklamışlardır. Solüsyona alınmış numuneler, ticari olarak temin edildiği şekliyle kullanılan numunelere nazaran daha fazla katı eriyik içerisinde karbon ve azot atomu içermesine rağmen sürekli akma davranışı göstermiştir. Gündüz ve Cochrane havada soğuma sırasında bile karbür oluşumunun tamamlanmadığını ve karbon ile azotun katı eriyik içinde bulunduğuna işaret etmişlerdir [15]. Solüsyona alınmış ve suda soğutulmuş malzemede sürekli akma davranışının görülmesi bu çeliklerde gerinim yaşlanması için gerekli aktivasyon enerjisinin daha büyük olması ile açıklanabilir. Buona vd.[5] AISI430 çeliklerinde gerinim yaşlanması için gerekli aktivasyon enerjisini AH = 126,7kJ/mol olarak hesaplamışlardır. Bu aktivasyon enerjisi düşük karbonlu çeliklerde yaşlanma için gerekli olan aktivasyon enerjisinden (84,2 kj/mol.) daha yüksektir. Bu durum AISI430 çeliklerinde kromun karbona karşı olan ilgisinin yüksek olduğunu ve karbon atomunun difüzyonu için gerekli olan aktivasyon enerjisini değiştirdiğini göstermektedir. Bunun sonucu olarak da solüsyona alınan ancak yaşlandırılmamış numune gerilim-uzama eğrisinde belirgin akma noktası göstermemiştir. Çünkü oda sıcaklığında karbon atomunun difüzyonu bu çeliklerde krom tarafından geciktirilmiştir. Şekil 6 da gerilim-uzama eğrilerinden görüldüğü gibi, 100, 200, 300 ve 400 o C sıcaklıklar da yapılan yaşlandırma sonucunda belirgin akma davranışı görülmeğe başlanmıştır. Bu durum ferrit fazında çözünen atomların dislokasyonların etrafında atmosfer oluşturması ile açıklanabilir. Buona vd.[5] ferritik paslanmaz çeliklerde dislokasyonlar hücresel bir formda düzenlendiğini bildirmişlerdir. 100-300 o C sıcaklık aralıklarında yapılan yaşlandırma sırasında karbon ve azot atomlarının kümelenmesi dislokasyon hareketini engellediği düşünülmektedir. Ancak 400 o C bu iş kromca zengin karbür ve nitrür çökeltileri ile yapıldığı düşünülmektedir. Örneğin, Ferrante vd. yaptıkları çalışmada AISI2205 dubleks paslanmaz çeliklerin 380 C de yaşlandırılması neticesinde ferrit taneleri içerisinde 0.5-1.0 µm uzunlukta levha şeklinde Fe-Cr-Mo karbonitrürleri oluştuğunu gözlemlemişlerdir [16]. Şekil 6 daki mukavemet özelliklerindeki yaşlanma sıcaklığına bağlı olarak artan bu değişim gerinim yaşlanmasının bu çelikler için bir mukavemet arttırma mekanizması olduğunu göstermektedir. Solüsyona alınmış ancak yaşlanma uygulanmamış numunenin dayanımı, ticari olarak temin edildiği şekliyle test edilen numunenin dayanımına göre yaklaşık 110MPa daha yüksek bulunmuştur. Bu durum solüsyona alma ısıl işlemi sırasında çok fazla serbest karbon ve azot atomunun veya kromca zengin ikincil fazların katı eriyik içerisinde kalması ile açıklanabilir. Çünkü bunlar dislokasyonlarla etkileşime girerek onların hareketini engeller ve dayanım artışına sebep olurlar. Ayrıca solüsyona alınan numunenin çekme dayanımındaki artışın sebebi yüksek sıcaklık gevrekliği de olabilir. Çünkü Kotecki ve Lippold [17] bu çeliklerin ergime sıcaklıklarının yaklaşık olarak 0,7 T m katından daha yüksek sıcaklıklara belirli bir süre termal çevrime maruz kalırlarsa metalürjik değişimlere bağlı olarak yüksek sıcaklık gevrekleşmesi meydana geldiğini rapor etmişlerdir. Solüsyona alma ısıl işlemi uygulanmış çeliğin kırılma kesiti ve kırılma yüzeyi resimleri Şekil 7 de gösterilmiştir. Şekil.7. Solüsyona alma ısıl işlemi uygulanmış AISI430 kalite çeliğin kırılma yüzeyi Solüsyona alınmış çeliğin kırılma yüzeyi incelendiğinde girintili ve camsı bir görüntüden oluştuğu görülmektedir. Ayrıca solüsyona alınan malzemeler ana malzemeye göre daha düşük % uzama ve % kesit daralması göstermiştir. Solüsyona alınmış numunelerdeki % uzama ve % kesit daralmasında azalma arayer atomları veya çökelti parçacıkların dislokasyonların hareketini engellemesinin bir sonucudur. Kesit daralmasında azalma ayrıca yüksek sıcaklık gevrekleşmesine atfedilebilir. Bilindiği gibi yüksek sıcaklık gevrekleşmesi arayer atom miktarından, bilhassa kimyasal bileşimdeki krom ve tane boyutundan etkilenir [17]. Krafft [13] bir çalışmasında Fe-Cr alaşımları 315-925 o C sıcaklık aralıklarında ısıtıldıkları zaman krom karbürlerin tane içi ve tane sınırlarında çökeldiklerini rapor etmiştir.
Solüsyona alınmış ve %8 öndeforme edilmiş 100 o C ve 400 o C sıcaklıkta 30 dakika süre ile yaşlandırılan AISI430 kalite çeliğin kırılma kesiti ve kırılma yüzeyi resimleri Şekil 8 de gösterilmiştir. (a) (b) Şekil 8. Solüsyona alınmış, %8 öndeforme edilmiş ve ardından (a) 100 o C ve (b) 400 o C de yaşlandırılmış numunelerin kırık yüzeyleri. Şekil 8, solüsyona alma ısıl işleminden sonra %8 ön deforme edilen ve daha sonrada 100 ve 400 o C sıcaklıkta 30 dakika yaşlandırılan numunelerin kırılma yüzeylerinin girintili ve camsı bir görünüme sahip olduğu tespit edilmiştir. Ancak 400 o C yaşlandırılan numunenin kırılma yüzeyi daha fazla camsı kırılma düzlemlerinden meydana gelmiştir. Bu durum yaşlanma sıcaklığındaki artışa bağlı olarak numunelerin daha gevrek bir hale geldiğine işaret etmektedir. Bunun sebebi arayer atomları veya çökeltilerle dislokasyonlar arasındaki etkileşimdir. 4.Sonuçlar Bu çalışmada solüsyona alınmış ve %8 öndeforme edilmiş AISI430 kalite çeliğin yapay yaşlandırma şartlarındaki davranışları incelenmiştir. Çalışma neticesinde elde edilen sonuçlar aşağıdaki gibi özetlenebilir; Maksimum çekme dayanımı ve Y1 deki 30 dakikalık yaşlanmadan sonraki artış, difüsyon destekli yaşlanma mekanizması ile açıklanabilir. Bu mekanizmanın temelinde arayer atomlarının kafesi çarpıtarak dislokasyon hareketine engel olması yatmaktadır. Aynı zamanda dayanım artışına yaşlanma sırasında oluşan ve dislokasyon hareketine engel olan çökeltilerde sebep olabilir. Yaşlanma sıcaklığına bağlı akma dayanımındaki artış; bu çelikler için gerinim yaşlandırmasının dayanım arttırma mekanizması olarak kullanılabileceğini ifade etmektedir. Solüsyona alma ısıl işlemi uygulanmış numunenin maksimum çekme dayanımı, ticari olarak temin edilen ana malzemeye göre oldukça yüksek bulunmuştur. Bunun sebebinin yüksek sıcaklık gevrekleşmesi veya katı eriyik içerisinde yüksek oranda olduğu düşünülen karbon veya azot atomlarının dislokasyonların hareketini engellemesi olarak söylenebilir. Ticari olarak temin edildiği şekliyle test edilen numunelerin gerilim-uzama eğrisi küçük boyutlu düşük karbonitrürler içermesi sebebiyle daha yuvarlak görünümlü ve sürekli bir akma davranışı göstermiştir. Solüsyona alınmış numunelerde daha fazla karbon ve azot atomlarını katı eriyik içerisinde barındırmalarına rağmen sürekli akma davranışı göstermişlerdir. Bu duruma neden olarak katı eriyik içerisindeki kromun karbonun difüzyonunu geciktirmesi gösterilebilir. Solüsyona alınan ve ardından %8 öndeforme edildikten sonra 100, 200, 300 ve 400 o C sıcaklıklarda 30 dakika yaşlandırılan numunelerin akma, çekme dayanımları artarken % uzama değerleri düşmüştür. Bu durum AISI430 tip ferritik paslanmaz çeliklerin yaşlanmadan çok belirgin bir şekilde etkilendiğini göstermektedir. Kırık yüzey analizi solüsyona alındıktan sonra %8 öndeforme edilmiş 400 o C sıcaklıkta 30 dakika yaşlandırılan numunenin kısmen gevrek-kısmen sünek bir görünüm sergilemektedir. Bunun sebebi olarak dislokasyonların arayer atomları veya ikincil faz parçacıkları ile etkileşiminin olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak 100 o C, 200 o C, 300 o C ve 400 o C sıcaklıkta 30 dakika yaşlanma neticesinde bu çeliğin mekanik özelliklerinde artış bulunmuştur. Eğer gerinim yaşlanması kontrollü bir şekilde uygulanırsa bu çeliklerde dayanım arttırma mekanizması olarak kullanılabilir. Kaynaklar [1]. Kou, S., Welding Metallurgy, Second edition, A Wiley- Interscience publication. ISBN 0-471-43491-4, 2003. [2]. Castro, R., Cadenet, J.J de., Welding metallurgy of stainless steel and heat resisting steels, Cambridge University press, ISBN:0521 20431 3, pp.1-5,1974. [3]. Reddy, G. M., Mohandas, T., Explorative studies on grain refinement of ferritic stainless steel welds, Journal of Materials Science Letters, 20, 721-723, 2001. [4]. Brandao, W.S., Buono, W.T.L., Marques, P. V., and Modenesi, P. J., Avoiding Problems when welding AISI430 ferritic stainless steel, Welding International Volume 6, No.9, pp.713-716, 1992. [5]. Buono, W.T.L., Gonzales, B.M., and Andrade, M.S., Strain ageing of AISI 430 ferritic stainless steel, Scripta Materialia, Vol.38, No.2, pp.185-190, 1998. [6]. Leslie, W.C., The Physical Metallurgy of Steel, Mcgraw-Hill, New York, p.68, 1983. [7]. Herman, W.A., Erazo, M.A., Depatto, L.R., Sekizawa, M. and Pense, A.W., Strain Ageing Behaviour of Microalloyed Steels. Welding Research Council Bulletin, (322), 1 13, 1987.
[8]. Baird, J.D., Strain Ageing of Steel-a Critical review. Iron and Steel, (36), pp.186 192, 1963. [9]. Baird, J.D., The Theory of Strain Ageing. Iron and Steel, (36), pp.326 334, 1963a. [10].Baird, J.D., Dynamic Strain Ageing. Iron and Steel, (36), pp.368 374, 1963b. [11].Higgins, R.A., Engineering Metallurgy Applied Physical Metallurgy, 6th Edition, pp.79-99, 1993. [12]. Rashid M.S., Strain ageing of vanadium, niobium or titanium strengthened high strength low alloy steels, Metall Trans A 6A:, pp.1265-68, 1975. [13]. Krafft, H., and Power, B., Alloy 430 Ferritic Stainless Steel Welds Fail Due to Stress Corrosion Cracking In Heat Recovery Steam Generator, Technical paper, ASME Journal, Volume 2, (4), pp. 39 46, 2002. [14]. Alvarez De Sotomayor A., Herrera, E.J., Permanent elimination of the yield-point phenomenon in AISI430 stainless steel by skin-pass Rolling, Journal Of Materıals Science 29, pp.5833-5838, 1994. [15]. Gündüz S., and Cochrane, R.C., Influence of cooling rate and tempering on precipitation and hardness of vanadium microalloyed steel, Materials and Design 26, pp.486 492, 2005. [16]. Ferrante, M., De Mello, M., Lesko, A., SAF2205 duplex stainless steel HAZ microstructural changes during long term ageing at 380 C, Kovove Mater. vol. 37, no. 2, pp. 120 128, 1999. [17]. J. C. Lippold, D. J. Kotecki., Welding Metallurgy and weldability of stainless steel, John Wiley & Sons, Inc. Publication, pp.87 141, 2005.