Yüksek mukavemetli çökelti sertleşen ferritik perlitik çeliklerde mikroalaşım elementleri ve karbon miktarının mekanik özelliklere ve mikroyapıya etkisi

Abstract

Hem yüksek mukavemet hem de yüksek tokluk gerektiğinde, mikroalaşım elementlerinin sıcak deformasyon ile birlikte kullanılarak çökelti sertleşmesi ve tane inceltme elde edilmesi en uygun seçenektir. Bu amaçla, düşük karbonlu sıcak haddelenmiş çeliklerde mikroalaşımlama ve sıcak deformasyon üzerine çok sayıda araştırma yapılmıştır. Ancak, yüksek mukavemetli çökelti sertleşen ferritik perlitik çelikler üzerinde fazla durulmamıştır. Bunun nedeni, orta karbonlu bu çeliklerin düşük karbonlu çeliklere göre farklı mikroalaşımlama prensiplerine sahip olmalarıdır.Bu tez yüksek mukavemetli çökelti sertleşen çeliklerin sıcak deformasyonu sırasında ve sonrasında oluşan mikroyapısal gelişmelere odaklanmaktadır. Vakum indüksyon ergitme ve sıcak dövme yöntemleri ile vanadyum, niyobyum ve titanyum içeren iki çelik alaşımı üretilmiştir. Thermo-Calc ile termodinamik modelleme gerçekleştirilerek faz dönüşümleri ve çökeltiler hakkında bir genel bakış verilmiştir. Faz dönüşüm sıcaklıklarını belirlemek için, dilatometre testleri uygulanmıştır. Ayrıca, gerinme katkılı çökelti oluşumunu incelemek için sıcak basma testleri yapılmıştır. Nihai olarak, mekanik özelliklere mikroalaşım elementlerinin ve karbon miktarının etkisi tartışılmıştır.

Strengthening by precipitation and grain refinement using microalloying elements in combination with hot deformation is the optimum solution when high strength combined with excellent toughness is required. The microalloying and hot deformation has been extensively studied for low carbon hot rolled steels. However, less attention has been paid to the high strength precipitation hardened ferritic pearlitic steels which have different microalloying principles than low carbon steels due to their medium carbon content.This thesis focused on the microstructural evolution of high strength precipitation hardened steels during and after hot deformation. Two steel alloys were prepared by vacuum induction casting containing vanadium, niobium and titanium followed by hot forging. Thermodynamic modelling with Thermo-Calc was performed to gain an overview about phase transformations and precipitations. In order to determine transformation temperatures, the dilatometry tests were carried out. Hot compression test was also performed to investigate the kinetics of the strain induced precipitation. Finally, the influence of the microalloying elements and carbon content on the mechanical properties have been discussed.