Su verme ısıl işleminin H13 takım çeliğinin darbe dayanımına ve mikroyapısına etkisi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Çağatay ATAK

Danışman: Melika Özer

Özet:

Sıcak iş takım çelikleri sıcak şekillendirme teknikleri ve döküm işlemlerinde kullanılırlar. Bu tür uygulamalarda, kalıp parçaları ile işlenen malzeme doğrudan temas halindedir. Bu çalışma ortamları kalıbı oluşturan parçaların yüzey sıcaklığının artmasına sebep olur. Sıcak iş çalışma şartlarında kalıp parçalarının maruz kaldığı bu ısınma, kalıp malzemesinin zamanla kendisinden beklenen performansı yerine getirememesine ve çalışma ömürlerinin azalmasına neden olur. Kalıpların çalışma ömürleri ise kalıp maliyetlerini belirleyen önemli bir faktördür. Kalıp çalışma ömrünü sertlik, tokluk ve aşınma dayanımı gibi kalıp malzemesinin mekanik özellikleri belirler. Kalıp malzemesi ve uygulanan ısıl işlem, kalıp çalışma ömrünü belirleyen önemli iki etkendir. AISI H13 çeliği, sertleşebilirlik kabiliyeti, tokluk ve aşınma direnci gibi üstün özelliklere sahip kolay temin edilebilir popüler bir sıcak iş takım çeliğidir. Dahası, AISI H13 takım çeliklerinin çalışma performansları uygun ısıl işlemler ile arttırılabilmektedir. Günümüzde H13 çeliği, farklı ısıl işlemler uygulanabilen bir kalıp malzemesidir. H13 çeliğine geleneksel olarak uygulanan ısıl işlem ise su verme+temperleme ısıl işlemidir. Bu çalışmada; AISI H13 çeliğine su verme ve çift su verme ısıl işlemleri uygulanmıştır. Su verme işlemi 1030 °C sıcaklıkta 30 dakika bekleme ile gerçekleştirilmiştir. Su verme işlemleri oda sıcaklığında yağda soğutma şeklinde yapılmıştır. Isıl işlemler sonrası numunelerin mikroyapıları ve sertlikleri incelenmiştir. Sertlik ölçümleri ASTM E18 standardına göre Rockwell C (HRC) skalası ile gerçekleştirilmiştir. Ticari AISI H13 çeliğinin mikroyapısının ferritik matriste çökelen farklı büyüklüklerdeki karbür partiküllerinden oluştuğu belirlenmiştir. Farklı büyüklüklerdeki karbürler, kromca zengin M23C6 ve M7C3, vanadyum ve molibdence zengin MC tipi karbürlerdir. Su verme işlemi uygulanan numunelerin mikroyapıları çıta martensit ve ince küresel karbür partiküllerinden meydana gelmiştir. 9 HRC olan ticari H13 çeliğinin sertliği su verme işlemi ile 45,6 HRC’ye yükselmiş, çift su verme ile 38,1 HRC’ye düşmüştür. Sertlikteki değişimler mikroyapıdaki martensit fazının morfolojisindeki değişime ve karbürlerin boyutlarındaki değişimlere atfedilmiştir.

Anahtar Kelimeler : H13 takım çeliği, Su verme, darbe dayanımı, mikroyapı