Soğutma hızı, kritik tavlama prosedürü ve temperleme işleminin düşük karbonlu çeliklerin taber aşınma davranışı üzerindeki etkisinin deneysel araştırılması

Abstract

SOĞUTMA HIZI, KRİTİK TAVLAMA PROSEDÜRÜ VE TEMPERLEME İŞLEMİNİN DÜŞÜK KARBONLU ÇELİKLERİN TABER AŞINMA DAVRANIŞI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN DENEYSEL ARAŞTIRILMASIŞeyma ÇİFTÇİErciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri EnstitüsüYüksek Lisans Tezi, Eylül 2022Danışman: Dr. Öğr. Üyesi Esen DAĞAŞAN BULUCUÖZETBu çalışmada ısıl işlem prosedürünün (kritik sıcaklıklar arasında ve kritik sıcaklıklar üzerinde tavlama), ısıl işlem sıcaklığının, soğutma hızının ve temperleme ısıl işleminin mekanik davranış üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Çalışmalarda düşük karbon içeriğine sahip AISI 7131, AISI 1020 ve AISI 8620 çelikleri kullanılmıştır. Birinci grup numunelere homojenizasyon ve normalizasyon ısıl işleminden sonra kritik sıcaklıklar arasında tavlama (çift faz) ısıl işlemi uygulanmıştır. Kullanılan çeliğin bileşimine göre hesaplanan AC1 ve AC3 kritik sıcaklıkları arasındaki bir sıcaklıkta belirli süre bekletilen numuneler bu sıcaklıktan hızlı soğutma yardımıyla soğutulmuştur. Soğutma hızının etkisini görebilmek için numuneler su ve yağ olmak üzere iki farklı ortamda soğutulmuştur. İkinci grup numunelere ise homojenizasyon ve normalizasyon ısıl işleminden sonra AC3 üzerinde seçilen kritik sıcaklıkta kritik tavlama ve yine belirlenen iki farklı ortamda kritik soğutma uygulanmıştır. Uygulanan ısıl işlemlerden sonra hem temperlenmiş hem de temperlenmemiş standart numuneler hazırlanmıştır. Isıl işlem parametrelerinin etkisini görebilmek için ısıl işlem görmemiş (ticari olarak temin edildiği haliyle), homojenize edilmiş ve normalize edilmiş numunelere de sertlik ve mikrosertlik testleri uygulanmıştır. Isıl işlemler sonrasında çeliklerden alınan numuneler abraziv kesici, kalıplama ve parlatma cihazları ile optik mikroskop altında incelemeye uygun hale getirilmiştir. Numunelerin sertlik ve mikrosertlik değerleri ölçülmüştür. Söz konusu çeliklerin Taber test cihazı ile aşınma davranışı üzerinde belirtilen parametrelerin etkisinin tespit edilebilmesi için aşınma testleri iki farklı yük değerinde gerçekleşmiştir. Numuneler deneyler öncesinde ve sonrasında hassas terazide tartılarak kütle kaybı tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Sertlik, Çift Fazlı Çelikler, Kritik Sıcaklık, Soğutma Hızı, Aşınma Davranışı

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE EFFECT OF COOLING RATE, CRITICAL ANNEALING PROCEDURE AND TEMPERATURE TREATMENT ON TABER WEAR BEHAVIOR OF LOW CARBON STEELSŞeyma ÇİFTÇİErciyes University, Graduate School of Natural and Applied Sciences Msc. Thesis, September 2022 Supervisor: Assoc. Esen Dağaşan BULUCU ABSTRACT In this study, the effects of heat treatment procedure (annealing between and above critical temperatures), heat treatment temperature, cooling rate and tempering heat treatment on mechanical behavior were investigated. AISI 7131, AISI 1020 and AISI 8620 steels with low carbon content were used in the studies. After homogenization and normalization heat treatment, annealing (double phase) heat treatment was applied to the first group samples between critical temperatures. The samples, which were kept at a temperature between the critical temperatures AC1 and AC3, calculated according to the composition of the steel used, were cooled from this temperature with the help of rapid cooling. In order to see the effect of cooling rate, the samples were cooled in two different environments, water and oil. After homogenization and normalization heat treatment, critical annealing at two different critical temperatures on AC3 and critical cooling in two different environments were applied to the second group of samples. After the applied heat treatments, both tempered and untempered standard samples were prepared. In order to see the effect of heat treatment parameters, hardness and microhardness tests were also applied to untreated (commercially supplied), homogenized and normalized samples. After the heat treatments, the samples taken from the steels were made suitable for examination under optical microscope with abrasive cutter, molding and polishing devices. The hardness and microhardness values of the samples were measured. In order to determine the effect of the parameters specified on the wear behavior of the steels in question with the Taber test device, the wear tests were carried out at two different load values. The mass loss was determined by weighing the samples on precision scales before and after the experiments.Keywords: Hardness, Dual Phase Steels, Critical Temperature, Cooling Rate, Wear Behavior