Döküm yüksek hız çeliklerinde mikroyapısal karakterizasyon; mikroyapı-mekanik özellikler ilişkisinin belirlenmesi

Abstract

DÖKÜM YÜKSEK HIZ ÇELİKLERİNDE MİKROYAPISALKARAKTERİZASYON; MİKROYAPI-MEKANİK ÖZELLİKLERİLİŞKİSİNİN BELİRLENMESİYasin SUBAŞIAnahtar kelimeler: Yüksek hız çelikleri, döküm, ısıl işlem, mikroyapısalkarakterizasyon, karbür, görüntü analizi, aşınma dayanımı.ÖZET: Elverişli bir tokluk-aşınma dayanımı özelliklerini bünyesinde barındıranyüksek hız takım çelikleri, bu özellikleriyle endüstriyel sanayide çok yaygın birkullanım alanı bulmaktadır. Özelliklerin çeşitli teknik ve işlemlerle optimizeedilmesiyle bu kullanım oranı şüphesiz daha da artacaktır. Bu amaçla çalışmamızıntemelini yüksek hız çeliklerinin mikroyapısal karakterizasyonu oluşturmakta olup,buradan elde edilen verilerle malzeme performansını geliştirmeye yönelikirdelemeler yapılmıştır. Çalışmada, aşınma dayanımının temelini oluşturan kuvvetlikarbürlerin doğası, kompozisyon ve ısıl işlem ile etkileşimleri ve bu doğrultuda dayüksek hız çeliklerine en uygun karbür-matriks uyumunu kazandıran yöntemlerinbelirlenmesine gayret edilmiştir. Deneysel kısımda mikroyapı öğelerini en uygunbiçimde karakterize edebilme yöntemleri araştırılmış ve bu doğrultuda yürütülenfikirle de niobyum alaşımlı deneysel HS3-5-1,5-5+1Nb çeliği ve standart HS6-5-2çeliği üzerinde karşılaştırmalı olarak görüntü analizi ile karbür boyutu belirlenmiş veayrıca Termocalc programından yararlanılarak oluşması öngörülen faz türü, kimyasalbileşim ve miktarları bulunmuştur. Ayrıca farklı kalıplar kullanılarak yapılandökümlerde katılaşma hızı bulunarak en elverişli üretim yönteminin belirlenmesiyoluna gidilmiştir. Şüphesiz bu sonuçlar, aşınma dayanımını karakterize edebilmekiçin oldukça faydalı olacaktır. Aşınma dayanımını belirleyebilmek amacıyla çeşitlinumuneler üzerinde serbest yüzey ve krater aşınması ölçümleri yapılmış olup, eldeedilen sonuçlar diyagrama aktarılarak teori ile örtüşmesi sağlanmıştır.

MICROSTRUCTRAL CHARACTERIZATION IN CAST HIGH SPEEDSTEELS; DETERMINATION OF MICROSTRUCTURE-MECHANICALPROPERTIES RELATIONYasin SUBAŞIKeywords: High speed steels, casting, heat treatment, microstructuralcharacterization, carbide, image analysis, wear resistance.Abstract:. High speed steels that have good combination of tougness and wearresistance properties are widely used in industry. Usage will definitely increase asthese properties are optimized by various techniques and processes. Thus, the mainpurpose of this study is to characterize the microstructure of high speed steels anduse the data to improve the material performance. In the study, the nature of the hardcarbides that are responsible for the high wear resistance are investigated,relationship between composition and heat treatments are determined and methodsthat give optimum carbide-matrix compatibility in high speed steels are developed.In the experimental part, procedures that characterize the microstructure componentsbest are sought and for this purpose image analysis is carried out to compare thecarbide sizes in both niobium alloyed experimental HS3-5-1,5-5+1Nb steel andstandard HS6-5-2 steel. Moreover, Thermocalc programme is utilized to determinethe types, amounts and chemical compositions of the phases that are expected toform. The best production method is determined by calculating the cooling ratesfrom castings in different moulds. These findings are definitely very useful forcharacterization of wear behavior. Flank wear and crater wear measurements arecarried out on various samples in order to define the wear behavior and resultsobtained are compared with existing theories on a diagram.