MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 5 Termomekanik İşlemler

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 5 Termomekanik İşlemler Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir 2011-2012 Bahar Yarıyılı

Tarih Konu 20.02.2012 Isıl İşlem Yöntemlerinin Sınıflandırılması ve Tanımlanması 27.02.2012 Isıl İşlem Yöntemlerinin Sınıflandırılması ve Tanımlanması 05.03.2012 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik 12.03.2012 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik 19.03.2012 Tavlama İşlemleri: Difüzyon Tavlaması ve Kaba Tane Tavlaması 26.03.2012 Tavlama İşlemleri: Normalizasyon Tavlaması ve Yumuşatma Tavlaması 02.04.2012 Tavlama İşlemleri: Rekristalizasyon Tavlaması, Gerilim Giderme Tavlaması ve Diğer Tavlama İşlemleri 09.04.2012 Dönüşüm Diyagramları ZSÖ Diyagramları 16.04.2012 Ara sınav haftası 23.04.2012 Resmi Tatil??? 30.04.2012 Dönüşüm Diyagramları ZSD Diyagramları 07.05.2012 Termomekanik İşlemler 14.05.2012 Termomekanik İşlemler 21.05.2012 Dökme Demirlerin Isıl İşlemi 28.05.2012 Demir-dışı Metallerin Isıl İşlemi 2 Genel bakış

5. Termomekanik İşlemler 5.1. Termomekanik işlemlerin tanımı 5.2. Mikroalaşım elementlerinin rolü 5.1.1. Çözünürlük 5.1.2. Çökelme kinetiği 5.1.3. Mikroalaşım elementlerinin etkinliği 5.1.4. Mikroalaşım elementlerinin östenit tane büyümesine etkisi 5.1.5. Mikroalaşım elementlerinin sertleşmeye etkisi 5.1.6. Mikroalaşım elementlerinin faz dönüşümlerine etkisi 5.1.7. Çökelti sertleşmesi 5.3. Termomekanik işlem gören mikroalaşımlı çeliklerde proses etkileri 3 Genel Bakış

Verlinden, 2007 4 Termomekanik işlemler

Çelikler genellikle sıcak deformasyon işlemleri sonucunda şekillendirilirler (Örn: sıcak hadde). Bu tip bir üretimde genellikle mekanik özellikleri belirleyen iki etken vardır; -Alaşım dizaynı -Sıcak deformasyon sonrası ısıl işlemler Ancak, bazı durumlarda bu mekanik özelliklerden daha yüksek değerlere ulaşıldığı görülmüştür. Örneğin dövme çeliklerinde; dövme + su verme + temperleme ile dövme + havada soğuma + ısıtma +su verme + temperleme karşılaştırıldığında ilk seçenekte daha yüksek mekanik özellikler elde edilir. Termomekanik işlemler, malzemeleri şekillendirmek için uygulanan sıcak deformasyon işlemlerinin kontrollü bir biçimde uygulanması yoluyla mekanik özelllikleri artırmak için tasarlanmış tekniklerdir. Termomekanik işlemler Tamura, 1988 5

İlk uygulamalar: Gemi yapımında kullanılan saclar (1950), C-Mn çeliği ( 400 MPa) Gelişimi 1945 2. Dünya savaşında Liberty savaş gemisinin batması: Gemi yapı ve diğer yapı çeliklerinde süneklik yerine tokluk kriterinin getirilmesi 1950 Çeliklerde Mn:C oranının artırılması, dezoksidasyon için Al kullanılması ve normalizasyon tavlaması ile tokluğun artırılması. Ferrit tane boyutunun incelmesi ile darbe geçiş sıcaklığının düşürüldüğünün anlaşılması. Termomekanik işlemler Tamura, 1988 6

Al içeren çeliklerde normalizasyon ile ferrit tane boyutu düşürülmüştür. Bazı Avrupa ülkelerinde sınırlı kesit kalınlıkları için düşük sıcaklıkta kontrollü sıcak haddeleme (Controlled Rolling-CR) ile yine tane boyutunun düşürüldüğü görülmüştür. Farklılıklar olsada temelde iki kavram kullanılmıştır (NR ve CR): -Haddeleme ( ) sırasında istenen kesit kalınlığının 1.65 katına gelindiğinde haddelemenin kesilmesi -Sıcak şekillendirmeye düşük bir sıcaklıkta (890 ºC) tekrar başlanması ve östenit alanında (A r3 üzerinde) bir sıcaklıkta ancak geleneksel bitirme sıcaklıklarının altında (800ºC) nihai haddelemenin yapılması Tamura, 1988 7 Kontrollü haddelemenin (CR) gelişimi

CR- Mn çeliği ve CR- Nb Çeliği: Sıcaklıklar aynı olmasına rağmen Fiziksel Metalurjik esasları tamamen farklıdır. CR işlemi Mn çeliğinde östenit tane boyutunu inceltirken Nb çeliğinde rekristalize olmamış ve deformasyon doğrultusunda uzamış taneler oluşumuna neden olur. Düşük sıcaklıkta CR işlemi: Darbe geçiş sıcaklığını (20J) 10-15 ºC düşür. Düşük sıcaklıkta CR ile bir süre bekleme gerekir. Bu nedenle, üretim verimliliği azalır (haddelenebilir en küçük kesit 38 mm). Tamura, 1988 8 Kontrollü haddelemenin (CR) gelişimi

İlk uygulamalar: 1925 Aslında Hanemann ve Lucke tarafından yapılan dövme deneylerinden deformasyon miktarı azaldıkça daha kaba taneli yapı oluştuğu ve deformasyon miktarı arttıkça daha ince taneli yapı oluştuğu gözlenmiştir. Aynı şekilde deformasyon ya da östenitleme sıcaklıklarının da düşürülmesi ile tane boyutunun azalacağı belirlemişlerdir. Hanemann ve Lucke bu durumu sıcak deformasyon sonrası tanelerinin rekristalize olması ile açıklamışlardır. Böylece ek bir ısıl işlem gerekmeden sıcak haddeleme ya da dövme sonrası ince taneli yapı elde edilebileceğini ortaya atmışlardır. 1964 Grange düşük sıcaklıkta nihai haddeleme ile östenit tanelerinin rekristalizasyonu ve bu sayede ferrit tane incelmesi mekanizmasını incelemiştir. Östenit tane boyutu ölçümleri yaparak, daha düşük sıcaklıklarda ve tekrarlı olarak yapılan sıcak deformasyonun daha küçük rekristalize olmuş taneleri oluşmasını sağladığını ortaya çıkarmıştır. Daha düşük deformasyon sıcaklıkları => Daha düşük rekristalizasyon hızı ve daha küçük rekristalize olmuş taneler Daha kaba başlangıç taneleri => Daha hızlı rekristalizasyon ve daha kaba rekristalize olmuş taneler Termomekanik işlemler Tamura, 1988 9

İlk uygulamalar: 1958 İlk yüksek mukavemetli Nb içeren çelik plakaların üretimi 1959 Beiser in Nb içeren çeliklerde yaptığı deneylerin sonuçları: a) Küçük miktarda Nb ilavesi ile (% 0.06) sıcak haddelenmiş çelikte mukavemet 100 MPa kadar artmaktadır, ancak darbe geçiş sıcaklığı 40 ºC yükselmektedir. Nihai haddeleme sıcaklığı 870 ºC ye indirilirse mekanik özelliklerde hiçbir iyileşme olmamaktadır. b) Normalizasyon sonrasında, Nb içermeyen çeliklere göre çekme muk. aynı kalırken, akma muk. 50-80 MPa artarken geçiş sıcaklığı 25-70 ºC düşmektedir. Burada 100 MPa artış oldukça ilgi çekici olmuş ve tokluktaki düşmenin önüne geçilmesi için CR çalışmaları hız kazanmıştır. Bu amaçla 1960 lı yıllarda; a) Mn miktarı artırılmıştır. b) Haddelemeden önce slablar 1200 ºC ve daha düşük sıcaklıklara ısıtılmıştır (östenitleme). c) Nihai haddeleme sıcaklıkları 800 ºC ye kadar indirilmiştir. Düşük karbonlu ve Nb mikroalaşımlı çeliklerin kontrollü haddelenmesi (CR-Nb Tamura, 1988 10

İlk uygulamalar: 1963 Düşük sıcaklıklarda östenitlenen ilk çelik; X-52 çeliği (Nb içeren yarı durgun çelik), 1170 ºC de östenitleme sonrası haddelenmiş konumda akma muk. 372 MPa dır. Bundan sonra, Japonya da tokluğu garanti etmek için haddeleme sıcaklığı aralıkları 1200-700 ºC ve toplam kesit daralmasının % 20 sinin 1000 ºC nin altında olması şartı konulmuştur. Halen, östenitleme sıcaklıkları ve nihai haddeleme sıcaklıkları düşük tutulur ve böylece daha küçük boyutlu östenit taneleri ile başlanır ve sonuçta daha ince östenit taneleri elde edilir. Haddelenmiş konumda ya da normalize edilmiş Nb ve V içeren çeliklerde yapılan çökelti sertleşmesi ile ilgili 1960 larda yapılan araştırma sonuçları kısaca şöyledir. 1) Ferrit matriksi ile uyumlu ve ince boyutlu Nb(C,N) ve V(C,N) çökeltileri mukavemeti artırmaktadır. Bu çökeltiler östenitleme sırasında tanelerinde çözünürler. Nb un östenit fazında çözünürlüğü sınırlı olduğundan kritik miktarın üzerinde katılan Nb un etkisi yoktur. Düşük sıcaklıkta östenitleme de Nb un çözünürlüğünü azaltacağından genel olarak Nb un ferrit matriksini sertleştirme etkisi zayıftır. VN ve VC ise daha yüksek çözünürlüğe sahiptir. Dolayısıyla yüksek miktarlarda V ilavesi mümkündür. Birim miktarda Nb a göre V sertleştirme etkisi daha düşük olmasına rağmen, fazla miktarda V ilavesi ile daha fazla mukavemet artışı sağlanabilir. Düşük karbonlu ve Nb mikroalaşımlı çeliklerin kontrollü haddelenmesi (CR-Nb Tamura, 1988 11

2) Karbon miktarı düşürülerek C-Mn çeliklerinde perlit miktarının azaltılması çekme muk. düşürürken akma muk. fazla etkilemeden tokluğu ve kaynak kabiliyetini artırır. Aynı prensip ile Nb ve V ilavesi çok düşük karbonlu çeliklerde mukavemeti artırırken, düşük sıcaklıkta nihai haddeleme ile tokluk sağlanmıştır. Karbon miktarının azalması ile daha fazla Nb çözünebilirken A r3 sıcaklığı da yükselmektedir. Bu nedenle daha yüksek sıcaklıklarda oluşan çökeltiler daha kaba olduğudan mukavemette bir artış hissedilmemektedir. Diğer yandan Mn ilavesi ile A r3 sıcaklığını düşürmek mümkündür. V ilavesi ise C miktarına daha bağımlıdır ve mukavemet düşüşü olmadan C miktarını düşürmek mümkün olmamaktadır. 3) Sıcak haddeleme sırasıda Nb ilavesi ile tanelerinin rekristalizasyonu gecikir. Düşük karbonlu ve Nb mikroalaşımlı çeliklerin kontrollü haddelenmesi (CR-Nb Tamura, 1988 12

İlk uygulamalar: 1969 Alaska boru hattı için 14.3 mm levha ve 11.7 mm şerit üretimi için X65 çelikleri kullanılmıştır. Bu çelikler Nb ve/veya V içeren ve C+(Mn/6) < % 0.40 olan kontrollü haddelenmiş çeliklerdir. Kaba hadde @ Rekristalizasyon sıcaklıklarında Nihai hadde @ Rekristallenmenin olmadığı sıcaklıklarda Böylece düşük karbonlu HSLA (high strength low alloyed steels) çelikleri geliştirilmeye başlanmıştır. Düşük karbonlu ve Nb mikroalaşımlı çeliklerin kontrollü haddelenmesi (CR-Nb Tamura, 1988 13

İlk uygulamalar (HSLA-High Strength Low Alloyed) çelikleri: 1970 Bu yıllarda yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar aşağıdaki özetlenmiştir. 1) Aynı mukavemet seviyesinde olan Nb ve V katkılı çelikler karşılaştırılırsa Nb katkılı olanlar daha yüksek tokluğa sahiptir. 2) Mn ilavesi ile perlit miktarı azaltılan çeliklerde tokluğun artmasına A r3 sıcaklığının düşmesi de etki etmektedir. Daha düşük sıcaklıklarda oluşan çökeltiler daha ince olmaktadır. Böylelikle rekristalizasyonun olmadığı sıcaklıklara da gelinmiş olmaktadır. 3) Nb ilaveli çeliklerde rekristalizasyon sıcaklıkları 900-950 ºC ye düşürülmüştür. 4) Rekristalize olmayan taneleri haddeleme doğrultusunda uzama gösterirler. Bunlar deformasyon bandları ve dolayısıyla ferrit için çekirdeklenme yöreleri oluştururlar. 5) Özellikle boru hattı için üretilen çeliklerde enine tokluk da önemlidir. Bu nedenle, MnS gibi kalıntıların uzaması sonucu oluşabilecek tokluk düşüşlerine dikkat edilmesi gerekir. 6) Düşük deformasyon sıcaklığı daha ağır deformasyon ve daha ince taneler oluşturur. Böylece tokluk artar. 7) Eğer deformasyon sıcaklığı + bölgesinde ise, (pekleşme ve tane inceltme dolayısıyla) mukavemet artışı elde edilir. Düşük karbonlu ve Nb mikroalaşımlı çeliklerin kontrollü haddelenmesi (CR-Nb Tamura, 1988 14

Tamura, 1988 15 Kontrollü haddeleme (CR)

Uygulamalar (HSLA çelikleri): 1970 Doğalgaz taşıma için boru hatları gereksinimi: Yüksek mukavemet, yüksek tokluk ve kalın kesitlerde iyi kaynaklanabilirlik + Enine kesitte yüksek darbe geçiş enerjisi İstenen testler: Charpy testi ve çatlak başlangıcı direncini belirleyebilen DWTT (drop weight tear test-düşen ağırlık yırtılma deneyi) Test sonuçlarını artırmak için kullanılan yöntem: Rekristalizasyon sıcaklığı altında haddeleme ve kalın kesitli levhalar Sonuç: Daha kalın kesitli slab üretimi, daha fazla haddeleme kuvveti gerektiren merdaneler, daha fazla tavlama süreleri Diğer gelişmeler Tamura, 1988 16

Uygulamalar (HSLA çelikleri): Çözüm arayışları: Daha temiz çelik üretimi (sülfür miktarını azaltma) ve kalıntı modifikasyonu (Zr, Ti ve Ca gibi ilaveler). Tamura, 1988 17 Diğer gelişmeler

Uygulamalar (HSLA çelikleri): 1972 Beynitik ya da acicular (iğnemsi) ferrit yapılı düşük karbonlu çelikler (%0.06 C) Perlit miktarı azaldıkça, mangan miktarı arttıkça ve daha düşük sıcaklıklarda haddelendikçe çeliklerin LYP: UTS (Low Yield Point: Ultimate Tensile Strength) oranı artmaya başlamıştır. Akma noktasının gittikçe yükselmesi üretimde önemli olan akma noktası ile kullanımda önemli olan çekme mukavemetini yaklaştırmıştır. Çözüm: Beynitik çelikler => sürekli akma ve yüksek UTS 1973 Petrol krizi Düşük östenitleme sıcaklıkları enerji tasarrufu sağlamak için Nb ve V içermeyen çeliklere de uygulanmaya başlanmıştır. Artık, normalizasyon işlemi yerine alaşımlama + karbon miktarını düşürme daha ekonomik olmaktadır. Ayrıca, Ti ilavesi ile kaynaklanabilirlik iyileştirmesi ve östenit tane inceltmesi elde edilmiştir. Ti-Mn-Mo-Nb-V çeliği ile düşük karbonlu acicular bir yapı elde edilerek hem mukavemet hem de tokluk artışı sağlanmıştır. Mn-Mo-Ti-V çeliği ile benzer şekilde dual fazlı (ferrit+martenzit) çelikler de üretilmiştir. Diğer gelişmeler Tamura, 1988 18

Haddeleme bittiğinde hızlı soğuma sayesinde; mukavemet artışı ya da sabit bir mukavemet için C eşdeğerinin azalması (kaynaklanabilirlik artışı) elde edilebilir. Bu durumda mikroyapıda; Ferritik yapıdan beynitik yapıya doğru geçiş olur. Ancak her bir kesit kalınlığı için aynı sonuçları elde etmekte güçlükler yaşanmıştır. Yine de Mo ve Mn kullanımı ile oluşan maliyeti azaltmak için uygulanmıştır. Hızlı soğuma (AC-Accelerated cooling) Tamura, 1988 19

Mikroalaşım çeliklerin diğer faktörlere bağlı olarak ortaya çıkması ve gelişimi Gladman, 1997 20

Mukavemet, MPa Pekleşme (Dönüşüm sertleşmesi) Termomekanik işlemler + Nb,Ti Çökelti sertleşmesi Termomekanik işlemler + Nb,Ti Tane inceltme Termomekanik işlemler + Nb,Ti Katı ergiyik sertleşmesi Çeliğin temel mukavemeti Termomekanik işlemlerden geçen bir çelikte etkili olan sertleştirme mekanizmaları 21

Temperatur Sıcaklık Geleneksel haddeleme Konventionelles Walzen Normalizasyon haddeleme Normalisierendes Walzen Termomekanik Thermomechanisches haddeleme Walzen Mikrolegierung Mikroalaşımlama Rekristallenmemiş -nicht rekristallisiert TNR + Mn Ar 3 Ar1 Haspeln Sarma beschleunigte Hızlı Abkühlung soğuma Zaman Zeit Sıcak haddeleme yöntemleri 23

Atom Atom numarası Nummer IVa Va VIa 22 23 24 Sulfide Sülfür Oksit Oxide Metall Carbide Karbür Nitride Nitrür 4 Ti V Cr 47,90 50,94 52,00 Atom Gewicht Ağırlığı 5 40 41 42 Zr Nb Mo G + 91,22 92,91 95,94 72 73 74-6 Hf Ta W 178,49 180,95 183,85 Mikroalaşım elementlerinin bileşik oluşturma eğilimleri 25

Metal Atom Fe-atomu ile yarıçapı, nm % fark Ti 0,147 +14,8 V 0,136 +6,2 Cr 0,128 + 0 Zr 0,160 +25,0 Nb 0,148 +15,6 Mo 0,140 +9,4 Hf 0,168 +31,3 Ta 0,148 +15,6 W 0,141 +10,2 26 Mikroalaşımelementlerinin yarıçapıları

Metall M MX MX-Auflösung MX-Çözünmesi ve çökelmesi und -Ausscheidung [M] Nb NbN NbC V VN VC Ti TiN TiC -50-40 -30-20 -10 0 G, kcal/mol C, N Karbür ve nitrürlerin entalpileri 27

log K = log [M][X] = A + B/T K [M] [X] A ve B T denge sabiti mikroalaşım elementi miktarı C ya da N miktarı sabit sıcaklık, K 29 Mikroalaşımelementlerinin çözünürlüğü

Çözünürlük çarpımı Sıcaklık, C NbC (östenitte) log [Nb][C] = 2,26-6770/T, NbC (ferritte) log [Nb][C] = 4,62-10990/T. 1400 1200 1000 800 700 900 VC NbC alanı - 14 Sıcaklık 30 Mikroalaşımelementlerinin çözünürlükleri

log [% Nb] NbC B A 1300 Nb ºC de Verteilung östenitleme nachve Austenitisierung 900 ºC de deformasyon bei 1300 C und sonrası Umformung Nb dağılımı bei 900 C nicht Çözünmemiş aufgelöstes NbC NbC 1300 C verformungsinduziertes katkılı NbC Gerinme NbC C 900 C Nb Nb in çözeltide Lösung log [% C] A B C Stahl çelikleri 31 Çözünürlük diyagramı

Alaşım Legierungsmetall elementi miktarı, in % Löslichkeitsprodukt: Çözünürlük çarpımı: 0,14 0,12 NbC log [Nb] [C]= - 6770 + 2,26 T TiC log [Ti] [C]= - 7000 + 2,75 T VN log [V] [N]= - 8330 + 3,46 T 1000 C 0,10 1200 C 0,08 0,06 0,04 1200 C 900 C 0,02 900 C 900 C 0 0 0,1 0,2 0,3 0 0,1 0,2 0,3 0 0,005 0,010 Kohlenstoffgehalt Karbon miktarı, in %% Kohlenstoffgehalt Karbon miktarı, in %% Stickstoffgehalt Azot miktarı, in %% Çözünürlük izotermleri 32

Temperatur Sıcaklık, ºC in C 1600 [TiN] flüssig sıvıda C 0,07 N 0,01 Nb 0,05 Ti 0,05 (%) TiN 1200 NbC + TiN TiC + NbC + TiN NbC 800 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 Anteil der ausgeschiedenen Çökelen bileşik Verbindungen miktarı, Mol-% in % Molenbruch 33 Sıcaklığa bağlı çökelti oluşumu

Çözünmüş gelöster Nb-Gehalt Nb-miktarı, in % log[nb][c]=2,96-7510/t...nordberg und Aronson log[nb][c+12/14n]=2,26-6770/t...irvine 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,03%C Niyobyum Niobcarbid karbür Niyobyum Niobcarbonitrid karbonitrür 0,03%[C+12/14N] 0,06%C 0,06%[C+12/14N] 0,10%C 0,04 0,02 0 0,10%[C+12/14N] 900 1000 1100 1200 1300 Austenitisiertemperatur Östenitleme sıcaklığı, in ºC C NbC ve Nb(C,N) çözünürlüğü 34

Temperatur in C Sıcaklık, ºC 1100 C N Nb 0,05-0,07 % 0,004-0,006 % 0,035 % nach Dutta u. Sellars nach Weiss u. Jonas Dutta ve Sellars Weiss ve Jonas 1000 zunehmende Artan deformasyon Vorverformung miktarı ( ) 900 = 0,6 0,14 0,05 0 800 10-1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 Zeit in s Zaman, sn Deformasyon miktarına bağlı olarak östenitte çökelti oluşumu 36

Ortalama Mittlere Größe boyut, nm in nm 200 AlN Nb(C,N) Çok Sehr kaba grobe çökeltiler Ausscheidungen yakl. 100 nm ca. 100nm Umwandlungsbeschleunigung Dönüşümün ivmelenmesi 100 80 60 40 Kaba Grobe çökeltiler Ausscheidungen yakl. 50 nm ca. 50nm Kornfeinung Tane inceltme Mittlere Ortalama Festigkeit mukavemet Gute Yüksek Zähigkeit tokluk 20 800 1000 1200 İnce Feine çökeltiler Ausscheidungen yakl. 10 nm ca. 10nm Ausscheidungshärtung Çökelti sertleşmesi Hohe Yüksek Festigkeit mukavemet Mittlere Ortalama Zähigkeit tokluk Ausscheidungstemperatur in C Çökelme sıcaklığı, ºC 38 Oluşum sıcaklığına bağlı olarak çökeltilerin boyutları

Bir haddeleme prosesinde mikroalaşım elementlerinin etkisi 39

Döküm yapısı Dönüşüm Tane büyümesi Çökelme Dinamik ve statik rekristalizasyon Çökelme Soğuma hızı Tekrar ısıtma Statik rekristalizasyon Tane büyümesi Çökelme Dönüşüm Sıcaklık-zaman çevrimi Sıcak haddeleme Sarma Sıcak hadde yapısı Sıcaklık-zaman çevrimi Deformasyon miktarı ve hızı Paso planı Soğuma hızı Sarma sıcaklığı Proses parametreleri Fiziksel Metalurjik olaylar Statik rekristalizasyon Tane büyümesi Çökelme Soğuk haddeleme ve Tavlama Soğuk haddelenmiş yapı Soğuk def. miktarı Tavlama çevrimi 40 Mikroyapı gelişimine etkiyen faktörler

Sıcaklık, ºC Fırın Ön hadde Nihai hadde Soğuma Östenit Östenit Östenit Sarma sıcaklığı Yumuşak Derin çekme çeliği ZStE (Mikroalaşımlı) Sarma sıcaklığı Östenit Östenit Östenit Ferrit ve çökeltiler 41 Sıcak haddelemede sıcaklık ve mikroyapı gelişimi

Fırın Ön hadde Nihai hadde Soğuma Roller table cover Kesme Sıcaklık profilinin kontrolü Tersinir haddeleme Yüksek basınçlı tufal giderme Hava ve su ile soğutma Yüksek basınçlı tufal giderme Pasolar arası havada soğuma Tezgahlar arası su jetler ile soğuma Hadde temizleme (Giriş ve/veya çıkışta) 42 Sıcak yassı ürün haddeleme akışı

Sıcak haddeleme ile üretilen önemli çelikler 43

Normal slab, 245 mm Mikroyapı Tane boyutu (ASTM) belirlenemez İnce slab, 66 mm Döküm yapısından haddelenmiş ince slab, 28 mm Döküm + Normalizasyon yapısından haddelenmiş ince slab, 25 mm 44 Farklı slab tiplerinin tane boyutu ve mikroyapısı

Döküm hızı, m/dk. İnce şerit < 8 mm Şerit 8-40 mm İnce slab 40-125 mm Slab > 125 mm Kesit kalınlığı, mm Döküm kesit kalınlığı ve döküm hızı üzerinden farklı proseslerin karşılaştırılması 45

Soğuma hızı, K/sn İnce şerit Şerit İnce slab Slab yüzey FEM-modelleme ile hesaplama İkincil sementit kolları arası mesafe merkez Döküm kalınlığı, mm 46 Katılaşmada soğuma hızına döküm kalınlığının etkisi

Östenit tane boyutu, DIN 50601 Östenit tane boyutu, m Slab [Direkt şarj] İnce slab [Direkt şarj] Şerit Slab [Soğuk şarj] İnce şerit Gereken tane boyutları Soğuma hızı (1550/1200 ºC), K/sn Farklı proseslerde soğuma hızının fonksiyonu olarak östenit tane boyutu 47

X-kat deformasyon Nihai kalınlık yakl. 2,5 mm Döküm blok 600-900 mm Slab > 125 mm İnce slab 40-125 mm Şerit 8-40 mm İnce şerit < 8 mm Döküm (başlangıç) kalınlığı Döküm kalınlığına bağlı olarak sıcak deformasyonda daralma miktarları 48

Östenit tane boyutu, m Isıtma sıcaklığı, ºC Mikroalaşımlı yapı çeliklerinde östenit tane kabalaşması 49

Çökelen miktar, % Otomobil karoseri çeliği Sıcak-soğuk şarj Soğuk şarj Direkt şarj Isıtma sıcaklığı, ºC Kısmi AlN çökelti oluşumu = f(slab ısıtma sıcaklığı, şarj tipi) 50

Çözünürlük çarpımı log[me%][x%] Sıcaklık, ºC Sıcaklık (10 4 /T), K -1 51 Farklı çökeltiler için çözünürlük çarpımları

Sıcaklık, ºC Geleneksel haddeleme N haddeleme TM haddeleme Ferrit haddeleme Rekristalizasyon sıcaklığı Süre Sıcak haddelemede tipik sıcaklık-süre-deformasyon akışı 52

Sıcak haddeleme sırasında yumuşama ile ilgili prosesler 53

Akma gerilmesi k f Rekristalize olmuş taneler Deformasyon miktarı Dinamik rekristalizasyon ile akma eğrileri arasındaki ilişki 54

Akma gerilmesi k f, MPa Deformasyon miktarı 55 % 0,06 C içeren bir çelikte akma eğrileri

Çelik grubu Mikroyapı Standart Mikroyapısal büyüklükler Soğuk haddelemeye uygun çelikler Termomekanik haddelenmiş yapı çelikleri Ferrit Eşeksenli kaba taneler Ferrit Uzamış ince taneler DIN EN 10111 Tane boyutu sınıfı 8-9 DIN EN 10149 Tane boyutu sınıfı 10-11 Yüksek mukavemetli çelikler Ferrit+beynit Ferrit+perlit DIN EN 10113 --- --- Dual fazlı çelikler Ferrit+martenzit SEW 097 % 5-15 martenzit Trip çelikleri Ferrit+beynit+kalıntı östenit --- % 40 beynit, % 10 kalıntı östenit Karbon çelikleri perlit DIN EN 10083 Karbür oluşumu (SEP 1520) Sıcak haddeleme ile üretilen bazı çeliklerin mikroyapıları 56