Ultra yüksek mukavemetli beynitik-östenitik çelik alaşımlarının geliştirilmesi

Abstract

Otomotiv ve savunma sanayilerinin araç ağırlıklarını azaltma talebinden dolayı ultra yüksek mukavemetli beynitik-östenitik çelik alaşımları geliştirilmeye devam edilmektedir. Bu tez kapsamında, karbon oranı %0,3'ten az ve Nb ilaveli çelik alaşımı geliştirilmiştir. Alaşım dizaynında termodinamik modellemeler yapılmıştır. Döküm ve sıcak haddeleme proseslerinin etkisini gidermek amacıyla homojenizasyon tavlaması yapılmıştır. Östenitleme sonrasında farklı sıcaklık ve sürelerde izotermal beynitik dönüşüm tavlaması yapılmıştır. Bu tavlama sonucunda karbürsüz beynitik ve kalıntı östenitten oluşan yapı elde edilmiştir. İzotermal tavlama sıcaklığı ve süresinin artması ile yapıda bulunan kalıntı östenit lata morfolojiden blokvari morfolojiye dönüşmüştür. Bunun sonucunda mukavemet ve sertlikte düşüş meydana gelmiştir. Çekme testi sonucunda çelik malzemelerde sünek tip kırılma görülmüştür. Bu çalışmalar sonucunda ekme mukavemeti 1 GPa'dan yüksek ultra yüksek mukavemetli beynitik-östenitik çelik alaşımı geliştirilmiştir.

Ultra strength bainitic-austenitic steel alloys are being developed due to demand of the automotive and defense industries to reduce vehicle weights. Within the scope of this thesis, Nb added steel alloy containing less than 0,3% carbon was developed. Thermodynamic models are made in alloy design. Homogenizaton annealing was done to eleminate the effect of casting and hot rolling processes. After austenitization, isothermal bainitic transformation annealing was performed at different temperatures and times. Carbide-free bainitic and residual austenite was obtained after this annealing. As the isothermal annealing temperature and time increased, the residual austenite in the structure changed from lath morphology to blocky morphology. The strength and hardness values decreased because of this. Ductile type fracture was observed on steel materials after the tensile test. As a result of these studies, ultra high strength bainitic-austenitic steel alloy with tensile strength higher than 1GPa was developed.