Isıl İşlem Parametrelerinin Bor Katkılı Östenitik Çelik Üzerine Etkisi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, ısıl işlem parametrelerinin bor katkılı östenitik çelik üzerine etkisini incelemektir. Non-manyetik yapıda olan östenitik çelikler oda sıcaklığında yüzey hacimli kristal yapısında olup yüksek mukavemet ve sertlik, kırılma tokluğu ve yüksek korozyon direncine sahiptir. Manyetik olmama özelliğinden dolayı elektrik üretiminde kullanılan jeneratör, türbin gibi cihazların yapımında ve ayrıca savunma sanayiinde kullanılabilmektedir. Deneysel çalışmada kullanılan östenitik çelik içerisinde bulunan molibden ve krom elementleri karbür yapıcı elementlerdir. Bor elementi ise borür yapıcı elementtir. Çalışmada östenitik çelik içerisinde bulunan karbür yapıları ve dönüşümleri incelenmiştir. Yapıda döküm halinden gelen ağ şeklinde ötektik karbürler bulunmaktadır. Östenitik çeliği kırılgan hale getiren ağ şeklindeki karbürlerin morfolojisini değiştirmek ve yapı içerisine homojen şekilde dağıtmak için belirlenen sıcaklık ve sürelerde ısıl işlemler yapılmıştır. Bilindiği üzere östenitik çeliklerin mukavemet artışı katı eriyik sertleşmesi, çökelti sertleşmesi ve deformasyon işlemleri ile artmaktadır. Çökelti sertleşmesi östenitik çeliklerin sertlik ve mukavemetini arttırmak için en etkili yöntemlerden birisidir. Uygulanan ısıl işlemlerin ardından 550 °C, 600 °C ve 700 °C’de yapılan yaşlandırma işlemleri ile karbür çökeltileri elde edilmeye çalışılmıştır ve 800 °C’de yapılan yaşlandırma işlemi ile borür çökeltileri elde edilmeye çalışılmıştır. Yapılan ısıl işlem ve yaşlandırma proseslerinin ardından sertlik değerleri ölçülerek östenitik çelikteki değişimler takip edilmeye çalışılmıştır. Yapılan ısıl işlemlerin sonrasında ağ şeklindeki karbürler küresel morfolojiye dönüşüp östenit fazında çözünmektedir. Yaşlandırma işlemlerinin ardından karbür ve borür çökeltileri oluşmaktadır. Yapılan ısıl işlem ve yaşlandırma işlemlerinin sonrasında östenitik çeliğin tokluğunu belirlemek için çentik darbe testi yapılmıştır. Karakterizasyon işlemleri için ışık mikroskobu, SEM ve TEM cihazları kullanılmıştır.The aim of this study is searching out the effect of heat treatment parameters on boron added austenitic steel. The austenitic steels which are non-magnetical structured have face centered lattice at room temperature, high strength and hardness. They also have high fracture toughness and corrision ressistance. Due to their non – magnetical properties, austenitic steels can be used as a generator in electricity production and defence industry. The molybdenium and chromium found in austenitic steel are the carbide forming elements and boron is boride forming element. During the study, carbide structures and their transformations were investigated in austenitic steel. There are some eutectic carbide networks which are forming during casting. The heat treatments were applied for changing the morphology of carbides and disturbing the carbides networks that made the austenitic steel brittle. It is well known fact that the increasing of hardness and strenght value might be provide by solid solutions, precipitation hardness and deformation mechanism in austenitic steel. The precipitation hardnening is one of the most important method of the increasing hardness and strenght in austenitic steel. After the heat treatment, carbide precipitations were carried out by aging at 550 °C and 700 °C and boride precipitations were carried out by aging at 800 °C. After the heat treatment and aging process, to investigate the changings in austenitic steel hardness test were carried out. After the heat treatment process, network carbides transformed into the global morphology and dissolved in austenite phase. Carbide and boride precipitate are formed by aging process. Charpy V-Notch Impact Test is applied for the determination of toughness value after the heat treatment and aging process. Light microscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy were utilized for charactarising austenitic steel.