26MnB5 kalite çeliğin statik deformasyon yaşlanması davranışının incelenmesi

Abstract

Otomotiv sektöründe son yıllarda performans, maliyet ve karbon emisyonu gibi gereksinimleri karşılamak adına üstün mekanik özelliklere sahip yeni nesil çelikler geliştirilmektedir. Bu çelik kalitelerinden olan 26MnB5 çeliği işlenebilirlik, kaynaklanabilirlik ve yüksek dayanım özellikleri sebebi ile otomotiv sektöründe farklı parçaların imalatında kullanılmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında iki farklı ana grupta düşük sıcaklık ve yüksek sıcaklık aralığında ticari 26MnB5 çeliğinin statik deformasyon yaşlanması davranışı incelenmiştir. Bu amaçla nominal kalınlığı 2 mm olan ticari 26MnB5 çeliği çekme deneyi numunelerine oda sıcaklığında %4 eksenel deformasyon uygulanmıştır. Düşük sıcaklık test grubunda numuneler %4 eksenel ön deformasyon sonrası 150 ℃, 200 ℃, 225 ℃, 250 ℃, 300 ℃ ve 400 ℃ sıcaklıklarda 1, 10, 100 ve 1000 dakika olmak üzere yaşlanma koşullarına tabi tutulup sonrasında çekme deneyleri yapılmıştır. Deformasyon yaşlanması sonrası ulaşılan mekanik özellikler hesaplanırken, ön deformasyon sonrası elde edilen akma dayanımı değerinden yaşlanma sonrası ulaşılan akma dayanımı değeri arasındaki fark alınmıştır. Dayanım değerlerinin hesaplanmasında numunenin orijinal kesit alanları dikkate alınmıştır. Ayrıca yaşlanma öncesi ve sonrası mikroyapısal değişimleri incelemek amacı ile optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını difraksiyonu (XRD) analizleri gerçekleştirilmiştir. Yüksek sıcaklık test grubunda ise numuneler oda sıcaklığında 1 hafta bekletilmiş, 800 ℃'de 5 dakika ve 950 ℃'de 25 dakika olmak üzere belirli sıcaklık ve sürelerde tutulmuş, sonrasında çekme deneyine tabi tutulmuştur. Bu deney setinde görülen sonuçlarda 26MnB5 kalite çeliğin ön deformasyon ve yaşlanma işlemi sonunda akma dayanımının arttığı tespit edilmiştir. Yüksek sıcaklık test grubunda ön deformasyon sonrası akma dayanımı değeri farkı ve yaşlanma sonrası akma dayanımı değeri farkı en fazla 800 ℃'de 5 dakika yaşlandırılan çeliğe ait iken, düşük sıcaklık test grubunda bu değer 250 ℃'de 1000 dakika yaşlandırılan çeliğe aittir. Düşük sıcaklık test grubununun ön deformasyon sonrası elde edilen akma dayanımı değeri ve yaşlandırma işlemi sonrası elde edilen akma dayanımı değerleri tespit edilmiştir. Buradan hareketle kinetik hesaplaması için Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) modeli kullanılmış ve çeliğin aktivasyon enerjisi 163,57 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Deneysel sonuçlar, uygulamada ardışık deformasyon ve tavlama işlemlerine maruz kalan 26MnB5 kalite çeliğin deformasyon yaşlanmasının etkin olduğunu göstermesi bakımında otomotiv sektörüne yönelik akademik ve endüstriyen çalışmalara katkı sağlayacak nitelik taşımaktadır.