NB-V MİKROALAŞIM ÇELİĞİNDE MEKANİK ALAŞIMLAMA SÜRESİNİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

Abstract

ÖZET

Mikroalaşımlı çelikler, ağırlık olarak %0,2 miktarını geçmeyecek şekilde Ti, V ve Nb gibi çökelti oluşturan mikroalaşım elementlerinden eklenerek mekanik özellikleri arttırılmış yüksek dayanıklı düşük alaşımlı çelik olarak adlandırılan çelik grubudur. Mekanik özellikleri belirleme açısından Ti, Al, Nb ve V gibi mikroalaşım elementlerinin oluşturmuş olduğu karbo-nitrürlerin boyutu, şekli, dağılımı, soğuma hızı ve çözünme sıcaklıklarına bağlı olarak oluşma şartları oldukça önem taşımaktadır.

Döküm yöntemi kullanılarak bu özellikleri kontrol etmek toz metalurjisi yöntemi kullanımına göre daha zordur. Bu yüzden bu çalışmada farklı oranlarda niyobyum ve vanadyum ile alaşımlandırılmış mikroalaşım çeliğinin toz metalürjisi yöntemiyle üretiminin ayrıca üretilen bu çeliklere uygulanan mekanik alaşımlandırma işleminin mekanik özellikleri nasıl etkilediğinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu çalışmada Fe matris içerisine niyobyum ve vanadyum elementlerinin ilavesiyle istenilen bileşimde 15 dk, 30dk ve 60 dk mekanik alaşımlama yöntemi uygulanarak toz metalürjisi yöntemiyle mikroalaşımlı çelikler üretilmiştir. İlk olarak istenilen kompozisyonda tozlar hassas terazide tartılarak üç eksenli karıştırıcıda 1 saat süre ile karıştırılmıştır. Daha sonra farklı sürelerde mekanik alaşımlama yapılmıştır. Elde edilen tozlar çekme numunesi şeklinde tasarlanan kalıplarda 700 MPa presleme basıncında sıkıştırılmış ve ardından atmosfer kontrollü tüp fırında argon ortamında sinterlenmiş, böylece mikroalaşımlı çelik üretimi gerçekleştirilmiştir. Mikroyapı analizinden sonra çekme numunesi boyutlarında hazırlanan farklı kimyasal bileşimdeki mikroalaşımlı çelik numunelere çekme testi uygulanmıştır. Numunelerin % uzama, akma-çekme dayanımları, mikroyapısal değişimlere bağlı olarak açıklanmıştır.

ABSTRACT

M. Sc. Thesis

Microalloyed steels, not exceeding the amount of 0.2% by weight Ti, V and Nb precipitating microalloys are added to the elements added to the mechanical properties of high-strength low-alloy steel is called steel group. In terms of determining the mechanical properties, the conditions of formation depending on the size, shape, distribution, cooling rate and dissolution temperatures of the carbo-nitrides formed by microalloy elements such as Ti, Al, Nb and V are very important.

It is more difficult to control these properties using the casting method than using the powder metallurgy method. Therefore, in this study, it is aimed to investigate how the production of microalloy steel alloyed with niobium and vanadium alloyed with different ratios by powder metallurgy method and the mechanical alloying process applied to these steels affect mechanical properties. In this study, microalloyed steels were produced by powder alloying method by applying mechanical alloying method at 15 min, 30 min and 60 min in desired composition by adding niobium and vanadium elements into Fe matrix. First, the powders of the desired composition were weighed on a precision balance and mixed in a three-axis mixer for 1 hour. Then, mechanical alloying was performed at different times. The obtained powders were compressed at 700 MPa pressing pressure in molds designed as tensile sample and then sintered in argon medium in an atmosphere-controlled tube furnace, thus producing microalloyed steel. After microstructure analysis, tensile test was applied to microalloyed steel samples with different chemical composition prepared in tensile sample dimensions. % Elongation, yield-tensile strength of the samples are explained due to microstructural changes.