Effect of Deep Cryogenic Heat Treatment to Some Mechanical Properties of Bimetals - Özdemir, Zafer (Fırat University, 2024)
Deep cryogenic (subzero) treatment (DCT) is at great importance when high toughness and hardness is aimed to obtain in metal industry. Bimetals have a great importance in crushing industry also. DCT influence on the mechanical properties of bimetals have been examined and analyzed in the current study. Examinations include annealing at 800°C, DCT, tempering at 250°C, charpy impact test, optic microscope (OM) images analysis, scanning electron microscope images analysis, X-RAY images analysis and hardness measurement as Rockwell C. Bimetals (2 set each, 1 set is 5 sample) are put to annealing at 800°C for 5 hours, then DCT is conducted at -180°C for 24 hours. Tempering is followed out at 250°C for 3 hours for 1 set. Noteworthy hardness and toughness rates are observed after DCT. It was also observed that after DCT and tempering, hardness is reduced, but impact energy/toughness is increased. A clean microstructure has been observed after DCT in OMs and SEMs. X-RAY analysis also reveals pure and clean chemical composition. The impact toughness rates of samples after DCT+Tempering are determined %20 more compared with the rates after DCT. Hardness rates decreases %10 after DCT+Tempering compared with the rates after DCT.

Bu çalışmada kırıcı sanayiinde kullanılan bimetallerin mekanik özelliklerine derin sıfır altı-kriyojenik işlemin (DKİ) etkisi incelenmiştir. Son yıllarda yüksek sertliğin yanısıra yüksek tokluk ihtiyacının da olduğu darbeli kırıcılarda bimetal kompozitler yüksek manganlı östenitik çeliklerin yerine yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Konvensiyonel ısıl işlem bimetallerde uygulanmakla beraber, çalışmamızda sıfıraltı işlemin malzemenin belirli mekanik özelliklerine etkisi ve içyapı analizi de incelenmiştir. İnceleme 800°C de tavlama, -180°C de derin sıfır altı işlem 250°C de temperleme, charpy darbe testi, optik mikroskop analizi, tarayıcı elektron mikroskop analizi, X-Ray analizini ve sertlik ölçümlerini içermektedir. Her sette 5 adet deney numunesi olmak üzere 2’şer set bimetal malzeme önce 5 saat süre ile tavlama işlemine tabii tutulmuş, ardından 24 saat sıfır altı işleme ve 3-4 saat süre ile de temperleme işlemine tabii tutulmuştur. Darbe tokluk deneyleri ve sertlik ölçümleri yapılarak karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak derin sıfır altı işlem sonrası tokluk ve sertlik değerlerinde önemli değişimlerin ortaya çıktığı görülmekte olup, aynı zamanda temiz bir içyapı ve homojen bir bileşimin ortaya çıktığı gözlemlenmiştir. Derin Sıfıraltı İşlem+Temperleme sonrası numunelerin darbe tokluğunun sadece Derin Sıfıraltı İşlemi sonrasına kıyasla ortalama %20 arttığı ve sertlik oranlarının ise %10 azaldığı gözlemlenmiştir.
Derin Sıfıraltı Isıl İşlemin Bimetallerin Bazı Mekanik Özelliklerine Etkisi
Keywords: Material Design and Behaviors; Malzeme Tasarım ve Davranışları