YÜKSEK CR-Nİ ALAŞIMLI ÇELİK DÖKÜMLERDE YAŞLANDIRMANIN SÜNEKLİK DAVRANIŞINA ETKİSİ

Abstract

Doktora Tezi YÜKSEK Cr - Ni ALAŞIMLI ÇELİK DÖKÜMLERDE YAŞLANDIRMANIN SÜNEKLİK DAVRANIŞINA ETKİSİ Mehmet KAPLAN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Eğitimi Anabilim Dalı 1996, Sayfa: 100 Bu çalışmada ASME 1883 - 1520 arası bileşimde üretilen düşük molibden (% 1), yüksek karbon (% 0.14 - 0.16) ve krom (% 25) - nikelli (% 4) bir Paslanmaz Çelik Döküm (PÇD) malzemesinin homojenleştirme ve su verme yaşlandırması (SVY) ısıl işlemlerinin mekanik ve mikroyapı özelliklerine etkileri incelenerek servis şartlarında optimum yararlanma sınırlan belirlenmeye çalışılmıştır. Deney malzemeleri endüksiyon ocağında ergitilip, kum kalıpta dökülerek standartlara uygun olarak şekillendirildikten sonra, tamamı 1050 - 1100 °C arasında ısıtılıp (% 3.5 NaCI' lü buzlu suda) hızlı soğutularak tam bir ostenit - ferrit çift fazlı (Dubleks Paslanmaz Çelik Döküm = DPÇD) yapısı elde edildi. Homojenleştirme işleminden sonra numuneler 290, 475, 650, 800 ve 1 000 °C lerde sırasıyla 1, 10, 100, 500 ve 1000 saat yaşlandırılarak yine (aynı soğutucuda) hızlı soğutulmak suretiyle SVY yapıldı. Daha sonra her bir yaşlandırma aşamasına ait numunelerde meydana gelen ilave fazları ve metal karbürleri tesbit etmek amacıyla X-Ray difraksiyon analizi, metalografik ve Taramalı Elektron Mikroskobu (TEM) incelemeleri gerçekleştirildi. Ayrıca Differential Scannig Calorimeter (DSC) ve Differential Thermal Analysis (DTA)IV ile, yapılan yaşlandırma işlemlerinin deney malzemelerinin dönüşüm sıcaklıklarını nasıl etkiledikleri araştırıldı. Değişik sıcaklık ve sürelerde yaşlandırılan numunelerle homojenleştirme yapılmış ve işlemsiz numunelerde sertlik, çekme mukavemeti, çentik darbe tokluğu ve metalografik özellikler karşılaştırmalı olarak incelendi. Bu incelemelerde 290 °C de ve 1-1800 saat arasında yapılan yaşlandırma işlemlerinden sonra; malzemenin mekanik ve mikroyapı özelliklerinde orjinaline (su verme işlemi ile dubleks yapı kazandırılmış olanlarına) göre önemli bir değişiklik olmadığı halde 475 - 650 °C de, 1-1000 saatlik SVY işlemlerinden sonra birçok zararlı fazların oluştuğu ve yapının çok kırılganlaştığı görüldü. Öte yandan 800 °C de, 1-1000 saatlik SVY işlemlerinden sonra çok sayıda zararlı faz meydana gelmemiş ve yapı aşırı derecede kırılganlaşmamıştır. 1000 °C dolaylarında yapılan SVY işlemlerinde ise homojenleştirme yapılmış numunelere benzer özellikler gözlenmiştir. Sonuç itibariyle bu malzemelerin, 20 - 300 °C ile 900 - 1000 °C arası servis şartlarında (zararlı faz oluşumu ve kırılganlık yönünden) güvenle kulanılabileceği, ancak 450 - 700 °C lerde malzemenin aşırı kırılganlaşması nedeniyle bu sıcaklıklarda uzun süre kullanılmasının çok sakıncalı olduğu tespit edildi. Özellikle demir çelik, bakır ve çimento üretim tesislerinin sıcak bölge ile soğuk bölge arasındaki transport işlemlerinde, bu sıcaklık değerleri arasında emniyetle çalışılabilmek için bu çeliklerin a - y yüzeyleri arasında krom, karbür grupları halinde çekirdekleşerek yapıyı kırılmaya duyarlı yapmaktadır. Karbon miktarının mümkün oldukça düşük tutulması veya Ti ilavesiyle karbonu bağlayarak (TiC) problemin çözülebileceği sonucuna varılmıştır.