Kriyojenik işlemin AISI D3 soğuk iş takım çeliğinin performansına etkilerinin incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2014

Öğrenci: YUSUF ARSLAN

Danışman: AHMET ÖZDEMİR

Özet:

AISI D3 takım çeliğinden, DIN 9861 standardında imal edilmiş zımbalara uygulanan kriyojenik işlemin, zımbanın performansına etkileri çalışma kapsamında araştırılmıştır. Çalışmanın başlangıcında, D3 takım çeliği zımbalar -145°C'de 24 saat (24HTC), -145°C'de 36 saat (36HTC) kriyojenik işlem ve -145°C'de 36 saat kriyojenik işlem ardından 150°C'de 2 saat temperleme (36HTCT) işlemi yapılmış zımbalardan 3 farklı grup hazırlanmıştır. Kriyojenik işlem öncesi ve sonrası zımbaların sertlik değerleri ve boyutları ölçülmüştür. İşlem yapılmış (24HTC, 36HTC, 36HTCT) ve yapılmamış (HT) D3 takım çeliği zımbalar ile 1,5 mm kalınlığındaki paslanmaz çelik (AISI 304) sac levhalar işlenerek delme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Çapları 5, 6, 7, 8, 9 ve 10 mm olan zımbalarla kuru delme şartları altında zımba makinesinde delikler delinmistir. Delme deneylerinde bütün zımba takımlar için sabit sac malzeme ilerleme hızı ve sabit zımba vurma sayısı kullanılmıstır. Altı farklı çaptaki zımbalar için; 6000, 12000, 18000, 24000, 30000, 40000 delme sonunda ağırlık kaybı, delme ucu alın ve yanak aşınmaları mikroskop görüntüleri ve mikroyapı SEM görüntüleri elde edilmiştir. Delinmiş sacın delik çapları, delik dairesellikleri, çapak yükseklikleri ve pulların kesme düzlüğü, kopma yüksekliği, kopma açısı, çapak yükseklikleri, yuvarlanma X ve Y değerleri ölçülmüş ve değerlendirilmiştir. Bu değişkenlerin elde edilen değerleri göz önüne alındığında; kriyojenik işlemin 36HTC ve 36HTCT takımlarda aşınma davranışı ve takımın keskinliği üzerinde 24HTC takımlara göre son derece olumlu etki doğurduğu görülmüştür. Kriyojenik işlem ve kriyojenik işlem ardından uygulanan temperleme işleminin mikroyapıda meydana getirdiği değişimleri belirlemek amacıyla SEM, EDS, XRD analizleri yapılmıştır. Mikroyapı incelemeleri, D3 takımlara uygulanan kriyojenik işlemin, karbür boyutlarını küçülterek homojen karbür dağılımı sağladığını ve geleneksel ısıl işlem sonrası yapıdaki kalıntı östeniti martenzite dönüştürdüğünü göstermiştir. Mikroyapıdaki bu değişimler kesici takımların aşınma direncinin artmasında önemli bir rol oynamıştır. 40000 delme sayısı için kriyojenik işlemin D3 takım çeliği zımbaların aşınma direncini yaklaşık %79 oranında iyileştirmiş olduğu tespit edilmiştir.