Çift fazlı çeliklerde martenzit morfolojisi ve hacim oranının statik deformasyon yaşlanma davranışı üzerine etkisi

Abstract

Çok iyi yüzey kalitesine ve iyi şekillenebilme özelliğine sahip olan çift-fazlı çelikler soğuk deformasyona oldukça uygundur. Bu çalışmada, S235JR (3237 ve 4237) kalite çeliklerden elde edilen farklı martenzit morfolojisi ve hacim oranına sahip çift fazlı çeliklerin statik deformasyon yaşlanma davranışı incelenmiştir. Kritik sıcaklık bölgesinde üç farklı ısıl işlem (kritik çift faz, ara su verme ve kademeli su verme) türü uygulanmıştır. Yaşlanma deneyleri % 4 ön deformasyondan sonra 180 oC'de 10 dakika ile 160 dakika arasında bekletilerek gerçekleştirilmiştir. Uygulanan farklı ısıl işlemler sonrası yapılan mikroyapı çalışmaları ile ağ, fiber ve kütlesel martenzit morfolojileri tespit edilmiştir. Martenzit morfolojisinin ve hacim oranının 180 oC'de farklı yaşlanma sürelerinde ?Y (Yaşlanmadan dolayı dayanımdaki artış), akma (YS) ve maksimum çekme dayanım (UTS) değerlerinin eğilimini etkilemediği bulunmuştur. % 4 ön deformasyon işleminden sonra 180 ºC'de 20 dakika yaşlandırılan çift fazlı çelik numunelerin akma ve çekme dayanımları artarken % uzama ve % kesit daralması değerleri azalmıştır. Bu, arayer atomlarının dislokasyonlar etrafında cottrell atmosferi oluşturmasının bir sonucudur. Yaşlanma süresinin 40, 80 ve 160 dakikaya çıkarılması martenzitin temperlenmesine neden olarak akma dayanımını düşürürken % uzama ve % kesit daralmasını artırmıştır. Belirli yaşlanma sürelerinde fiber martenzit morfolojisine sahip numuneler, ağ veya kütlesel martenzit morfolojisine sahip numunelere göre daha yüksek ?Y, YS, UTS ve sertlik değerleri göstermiştir. Kütlesel martenzit morfolojisine sahip çelik numuneler en düşük ?Y, YS, UTS değerlerine sahip olmuştur. Ayrıca 4237 kalite çeliğinde yaşlanma, 3237 kalite çeliğine göre 40, 80, ve 160 dakika yaşlanma sürelerinde daha yavaş olarak meydana gelmiştir. Bunun nedeni çeliklerin farklı kimyasal bileşime sahip olmasıdır.Anahtar Sözcükler : Çift fazlı çelik, martenzitik dönüşüm, statik yaşlanma sertleşmesi.

Dual phase steels characterized by good formability and excellent surface finish, are suitable for applications where processing involves cold deformation. In this study, static strain ageing behaviour of dual phase steels with different martensite morphology and volume fraction obtained from S235JR (3237 and 4237) grade steels was investigated. Three different types (Intercritical annealing, intermediate quenching and step quenching) of heat treatment was applied in the critical temperature. Ageing experiments after 4 % pre-strain were carried out at 180 oC for different times ranging from 10 to 160 min. The microstructure after different heat treatments applied to the work pieces with the network, fiber, and the bulky martesite morphologies have been identified. It was found that the martensite morphology and volume fraction have no effect on the trend of ?Y (an increase in strength due to strain ageing), YS (yield strength) and UTS (ultimate tensile strength) at different ageing times for 180 oC. After % 4 pre-strain of dual phase steel samples both YS and UTS exhibit maximum values but elongation and reduction in area decreased at ageing temperature of 180 ºC for 20 minutes. This is due to the formation of solute atom atmospheres around dislocation. When the ageing time increased to 40, 80 or 160 minutes, YS decreased but elongation and reduction in area increased due to tempering effect that starts in martensite phase. However, at a given ageing time for 180 oC ?Y, YS, UTS and hardness values of fibrous martensite are higher than network or bulky martensite. Steel samples with bulky martensite showed the lowest ?Y, YS and UTS. In addition the ageing in 4237 grade steel occurred more slowly than in 3237 grade steel having dual-phase structure. This was clearly observed at aging times of 40, 80 and 160 minutes and associated with the chemical composition of the steels.Key Word : Dual Phase steel, martenzitic transformation, static strain ageing