Yüksek azot içeren çökeltme ile sertleştirilebilir ostenitik paslanmaz çelikler

Abstract

Bu çalışmada, çökeltme sertleşmesi yöntemi kullanılarak, yaşlandırma ısıl işleminin, yüksek azot içeren çökeltme sertleşmeli bir ostenitik paslanmaz çelik alaşımının sertlik, dayanım ve süneklik gibi mekanik özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Yüksek azot içeren ostenitik paslanmaz çelik alaşımı (AM-355) Fe-16.5Cr-0.75Mn-4.25Ni-2.75Mo-0.10C ve 0.10N ağırlıkça yüzde bileşim oranlarını içermekteydi. Ana matris içinde çökeltilerin teşekkül etmesi için ısıl işlemler; (a) 1050 °C’de 1 saat çözündürme (b) oda sıcaklığına hızlı soğutma ve son olarak (c) 460°C’de 3 saat ve 550°C’de 3 saat yaşlandırma olmak üzere yapıldı. Isıl işlemler sonucunda, yaşlandırma işlemi sonrası, alaşımın yapısında krom nitrür ve/veya demir-karbür olması muhtemel çökeltilerin teşekkül ettiği gözlenmiştir. 460C’de oluşan çökeltiler, 550°C’de oluşan çökeltilerden daha ince ve sık dağılımda elde edilmiş olduğundan dayanım, sertlik ve süneklik gibi mekanik özellikler, 460°C’de 550°C’ye göre daha yüksek olarak elde edilmiştir. Bu nedenle, çökelti yapısını ve büyüklüğünü belirleyen, yaşlandırma zamanı ve sıcaklığı arasındaki dengenin çok iyi sağlanması gerektiği ortaya çıkmıştır. Sonuçları, literatürdeki sonuçlarla karşılaştırdığımızda, çökeltme sertleşmesi yönteminin paslanmaz çeliklerin mekanik özelliklerini olumlu yönde etkilediği gözlenmiştir.

In this study, the effect of aging treatment on the mechanical properties such as strength, hardness and ductility of a precipitation hardened austenitic stainless steel was studied by using precipitation hardening method. The high nitrogen stainless steel contained nominally Fe-16.5Cr-0.75Mn-4.25Ni-2.75Mo-0.10C-0.10N. In order to obtain precipitates into matrix, the heat treatments were carried out as follows: (a) Solution treatment at 1050°C for 1 hour, (b) water quench to room temperature and then (c) aging at 460°C for 3 hours and 550°C for 5 hours. The results were obtained as follow: There were the formation of chromium nitride and/or iron-carbide precipitates in the structure of the alloy after aging treatment. The precipitates that formed at 460°C more finer than that form at 550°C. Because of these fine particles formed at temperature at 460°C, the hardness, ductility and strength of alloy were higher than that of 550C. Accordingly, the accommodation between the aging time and the aging temperature which determining the dispersion, and greatness of precipitates in the structure must have been good. The comparison of the results with the examples given in the literature was in a good agreement.