Toz metalurjisi ile üretilen nb-v mikroalaşım çeliğine bakır ilavesinin mikroyapı mekanik özellikleri üzerine etkisinin araştırılması

Abstract

Mikroalaşımlı çelikler ağırlıkça %0,2 oranına kadar niyobyum, vanadyum ve titanyum ihtiva eden çelikler olarak tanımlanmaktadır. Günümüzde üretimi yapılan mikroalaşımlı çeliklerin büyük bir kısmı yassı ve boru mamul olarak üretilmekle birlikte son yıllarda dövme amaçlı mikroalaşımlı çeliklerin üretimi de hızlanmıştır. Ayrıca günümüzde yeterli düzeyde olmasa da toz metalürjisi yöntemiyle de mikroalaşımlı çelik üretimi yapılmaktadır. Bu çalışmada toz metalurjisi yöntemiyle mikroalaşımlı çelik üretmek için demir, karbon, niyobyum, vanadyum ve bakır elementlerinin tozları farklı oranlarda katılarak kullanılmıştır. Bu tozlar çekme numunesi geometrisi oluşturan kalıplarda 750 MPa presleme basıncında sıkıştırılmış ve ardından atmosfer kontrollü tüp fırında argon ortamında sinterlenmiş, böylece mikroalaşımlı çelik üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen mikroalaşım çeliklerinin tane boyutu ve fazların dağılımı optik mikroskop ile belirlenmiş; çökeltilerin şekli, dağılımı ve türü SEM ve EDS yardımıyla analiz edilmiştir. Ayrıca kimyasal kompozisyonların doğruluğunu belirlemek için XRF testleri yapılmıştır. Mikroyapı analizinden sonra çekme numunesi boyutlarında hazırlanan farklı kimyasal bileşimdeki mikroalaşımlı çelik numunelere çekme testi, aşınma testi ve sertlik testi uygulanmıştır. Numunelerin % uzama, akma-çekme dayanımları, sertlik değerleri, mikroyapısal değişimlere bağlı olarak açıklanmıştır. Ayrıca kopan çekme numunelerinden elde edilen kırık yüzey görüntüleri SEM yardımıyla incelenerek kırılma türü tespit edilmiştir.

Microalloyed steels are defined as steels containing up to 0.2% by weight of niobium, vanadium and titanium. Today, most of the productions of microalloyed steels are produced as flat and tubular products, but in recent years the production of microalloyed steels for forging has also been accelerated. In addition, although it is not sufficient at present, microalloyed steel is produced by powder metallurgy.In this study, microalloyed steel powder mixture was obtained in desired compositions by adding niobium, vanadium and copper elements in iron matrix by powder metallurgy method at different ratios. The obtained mixtures were compacted in tensile sample geometry at 750 MPa pressing pressure and then sintered in argon atmosphere in an atmospheric controlled tube furnace so that microalloyed steel production was carried out. The grain size and phase distribution of the microalloyed steels were determined by optical microscope; the shape, distribution and type of precipitates were analysed with the help of SEM and EDS. XRF tests were also conducted to determine the accuracy of chemical compositions.After microstructure analysis tensile test, abrasion test and hardness test were applied to microalloyed steel specimens of different chemical composition prepared in tensile sample sizes. The % elongation, yield strength, hardness values of the samples are explained by the microstructural changes. In addition, fracture surface images obtained from fracture tensile specimens were examined with SEM to determine the type of fracture.