Orta karbonlu alaşımsız ve mikroalaşımlı çeliklerde sıcak deformasyon ve soğuma şartlarının mekanik özelliklere etkisinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, orta karbonlu alaşımsız ve mikroalaşımlı çeliklerde sıcak deformasyon ve soğuma şartlarının mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisini araştırmak için orta karbonlu Ç1040 ve mikroalaşımlı 38MnVS6 çelikleri kullanılmıştır. Bu amaçla orijinal malzeme haricindeki numuneler 1250 0C sıcaklıkta 30 dakika östenitlendikten sonra son sıcaklık 950 0C olacak şekilde serbest ve kapalı kalıpta dövülmüşlerdir. Ardından dövülen numunelerin bir kısmı kumda soğutulurken diğer kısmı hava ve yağ ortamlarında kontrollü olarak soğutulmuşlardır. Deformasyon ve soğuma şartlarının mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisini incelemek amacıyla numunelerin metalografik incelemeleri yapılarak mikroyapı resimleri alınmış, çekme ve sertlik deneyleri yapılmıştır. Bunun yanında çekme numunelerinin kırık yüzeyleri SEMmikroskobuile incelenerek analiz edilmiş ve mikroyapı - mekanik özellik arasındaki ilişki belirlenmeye çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar 38MnVS6 çeliğinin orijinal ve bütün soğuma şartlarında, Ç1040 çeliğine nazaran, daha yüksek sertlik,akma ve çekme dayanım değerlerine sahip olduğunu göstermiştir. Bu durum 38MnVS6 çeliğinin kimyasal kompozisyonunda vanadyumun gibi mikroalaşım elementlerinin bulunmasından kaynaklanmaktadır. Ayrıca artan soğuma hızı sonrası çeliklerde içyapının daha küçük taneli olduğu tespit edilmiştir. Çünkü soğuma hızının artması ferritin östenit tane sınırlarında çekirdekleşme miktarını düşürerek, perlitin düşük sıcaklıklarda oluşmasına neden olmuştur. Bunun sonucunda ferrit ve perlit daha küçük taneli olarak Ç1040 ve 38MnVS6 çeliklerinin içerisinde dağılmıştır.Anahtar Sözcükler : Orta karbonlu çelik, mikroalaşımlı çelik, sıcak dövme,mikroyapı ve mekanik özellikler

In this study, medium carbon Ç1040 steel and microalloyed 38MnVS6 steel are used to investigate the effect of hot deformation and cooling conditions on microstructure and mechanical properties of unalloyed medium carbon steel and microalloyed steel. For this purpose, after the samples except for the as-received materials were austenitesed at 1250 0C for 30 minutes, they were forged in an open and a close die to the final temperature of 950 0C. After this, some of the forged samples were cooled in sand while the other samples were cooled in air or in oil medium. To analyse the effect of hot deformation and cooling conditions on the microstructure and mechanical properties, metallographic analysis, tensile testing and hardness measurements were carried out. Beside this, fractured surfaces oftensile specimens hot forged and then cooled in different medium were analysed with SEM microscope to determine the relationship between mechanical properties and microstructure. The results indicated that 38MnVS6 steel had higher hardness, yield and tensile strength values compared to the Ç1040 under as-received and all cooling conditions. This is due to the presence of microalloyed elements such as vanadium in 38MnVS6 steel. Also it was observed that an increase in cooling rate caused a decrease in grains sizes of both 38MnVS6 and 1040 steels. Increasing cooling rates reduced the amount of ferrite nucleation in austenite grains. As a result of this perlite occured at lower temperature and dispersed as smaller grains in Ç1040 and 38MnVS6 steels.Key Word : Medium carbon steel, microalloyed steel, hot forging, microstructure and mechanical properties.