AISI301 paslanmaz yay çeliğinden üretilen yayın gerek kendi formu gerek malzemenin yapısı gereği kimyasal analizdeki sonuçlara göre 0,121 % C içermektedir, bu durum malzemenin sertliğini ve yaylık özellik için önemli bir parametre olduğu literatür ile desteklenmiştir. Yay çeliğinin plastik deformasyonu sonucu genel olarak belirli bir düzlemlerde ve doğrultularda atomların kayması sonucu şekil değişimi gerçekleşir. Kaymanın kolaylıkla olmadığı durumlarda ise deformasyon ikizlenmesi katkıda bulunabilir. AISI301 kalite paslanmaz yay çeliğine soğuk deformasyon yöntemi ile form verildikten sonra Şekil 4.3’ deki yayın gerinim giderme (yaşlandırma) yöntemi ile ısıl işlem yapıldıktan sonra faz analizleri incelenmiştir. Form verilen östenitik yay çeliğinde % 50 ile % 60 faz ağırlığı olarak martenzit faz gözlenmiş ve yaşlandırma işlemi ile martenzit fazın östenitik (gama Fe) ve ferrit (alfa-Fe) fazlarına dönüştüğü gözlemlenmiştir. Yay içerisinde ki faz dağılımının östenitik fazda 1057 olduğu gözlemlenirken 300 °C de 198’e düştüğü gözlemlenmiş ve 300 °C üzerinde ısıl işlem görmüş yaylarda tekrardan artış göstermiştir. Yaşlandırma sıcaklığı arttıkça östenitik fazın arttığı gözlemlenmiştir. Pole figürlerde gösterildiği gibi östenitik fazın kafes parametreleri [200], [220], [221]’ olduğu sonucu çıkarılmıştır. 300°C sıcaklıkta bu kafes parametrelerin de homojen dağılın gözlenmiştir. Gerinim alfa Fe fazında [200]. [220] yönelmelerinde yoğun olarak gözlemlenirken 500 °C de yaşlandırılan yayda sadece merkezde olduğu gözlenmiştir. Ferrit fazında (alfa- Fe) 200 °C’den sonra ısıl işlem yapılan yaylarda gerinim gözlenmezken, östenit fazında (gama-Fe) 100 °C azalırken 200 °C artmış ve 300 °C azalmış ve 300°C üzerinde ısıl işlem yapılan yaylarda gerinim de artış gözlemlenmiştir.
Extrinsic (dengesiz gerinim) ve intrinsic (genel gerinim) değerlerini karşılaştırdığımızda sıcaklığa oranla çok fazla değişkenlik göstermektedir. Plastik şekil verme sonucu üretilen yaylarda artık gerilmeler oluşmuştur. Bunu azaltmak için yaylara gerilim giderme işlemi yapılmıştır ve sıcaklık arttıkça akma dayanımı azalmalıdır. Yapı içerisinde ki artık gerilmelerin azaldığı görülmüştür. Farklı sıcaklıklarda gerilim giderme işlemi yapılan yaylarda, 300°C’de fırınlanmış yay incelendiğinde dengeli ve genel gerinimin 0’a yakın değerlikte olduğu gözlemlenmiştir. Malzemenin üzerindeki gerinimin ve gerilimin azaltılması sonucu kırılganlık azalmış ve elastikliği daha uzun ömürlü hale getirilmiştir.
Okzalit çözelti etkileşimiyle 48 Volt elektrik verilen yaylar da sıcaklık artışı ile malzeme yüzeyinden geçen akım miktarının arttığı görülmüştür. Form verilmiş yaya oranla 500 °C’de ısıl işlem görmüş yaydan % 26,50 daha fazla akım geçtiği tespit edilmiştir. Bu durum
sıcaklığın artışı ile malzemenin kimyasal reaksiyon hızının arttığı görülmektedir. Isıl işlem sıcaklığının artması ile malzemenin elektriğe dayanımı azalmıştır.
Fiziksel özellerinde sıcaklık artışı ile yayların çapının arttığı gözlemlenmiştir. Yayın çapında form verilmiş hali % 100 kabul edilirken 100 °C ‘de % 1,694 artış, 300 °C de % 11,864 artış ve 500 °C de % 20,338 artış gözlemlenmiştir. Fakat yorulma sonucu form verilen yayın çapı % 3,976 azalırken 100 °C de % 4,013 azalma, 300 °C de % 6,203 azalma, 500 °C % 9,367 azalma gözlenmiştir. Sıcaklık artışı ile çaplarda artış gözlemlenirken yorulma sonucu çapta azalma oranlarında artış gözlemlenmiştir. Yük kaldırma kapasiteleri ise sıcaklık artışı ile artış gözlemlenmiştir. Form verilmiş yaya oranla yük kaldırma kapasitelerinde 100 °C de % 0,729 artış, 300 °C de % 6,825 artış, 500°C de %8,946 artış gözlemlenmiştir. Fakat yorulma testi sonucu form verilen yaya oranla 100°C de %0,90 artış, 300 °C de % 2,73 artış, 500°C de ise % 1,818 azalma gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar bize 500 °C yaşlandırma yapılan yaylarda yük kaldırma kapasitelerinin düştüğünü göstermiştir. Bu durum 300 °C den sonra elastiklik özelliğinin ömrünün azaldığını göstermiştir. 300 °C de akma noktasına kadar maksimum enerjiyi depolayabildiği ve en iyi performans ve ölçülere sahip olduğunu göstermiş ve 300 °C’den sonra elastik sınırın azaldığı sonucu çıkarılmıştır. Atomlar arasındaki etkileşim azalmaktadır.
Sertlik ölçümleri sonucu form verilen yayda 407 HV iken 100°C de % 1,965 artış gözlemlenirken, 300 °C de % 3,195 azalma gözlemlenirken, 500 °C ‘de % 6,388 azalma gözlenmiştir. Bu durum form verilen yayın sertliğine göre yaşlandırma sıcaklığı artarken ve 300 °C ve üzerinde azalmasının sebebi malzemede yapısal değişiklerin ve gerinimin değiştiğinin göstergesidir.
Yüzey analizinde (SEM) ve elementel dağılımlarına baktığımızda malzeme soğuk şekillendirmeden dolayı yarıçap bölgelerinde dislokasyon hatalarının daha fazla olduğu gözlenmiştir. Sıcaklık arttıkça şekillendirme yapılan vuruş yapılmamış kıvrım olmayan kısımlarda tane büyümelerinin oluştuğunu gözlenmiştir. Sıcaklık artışı ile tane sınırları ve tane büyümeleri görülmüştür. EDX patentlerinde Cr-Ni dağılımları ısıl işlem sıcaklıklarının farklılıkları ve malzemenin bölge farklılıklarına göre değişkenlikleri gözlemlenmiştir. Şekil verme sonrası oluşan kaymaların ısıl işlem ile sıcaklıklarının değişkenliği sonucu Cr-N hareketleri görülmüştür.
Faz analizleri ve mikroyapı analizleri göz önüne alınarak çıkarılabilecek sonuç maksimum sertlik için sabit ısıl işlem süresi yapılmış olmasına rağmen sıcaklıklar değiştirilmiştir. Değiştirilen sıcaklıklar sonucu AISI301 kalite paslanmaz yay çeliğinden
üretilen yay için uygun değer sıcaklık 300°C olduğu sonucuna varılmıştır. Çünkü yay içerisindeki dağılım ve gerinimin en uygun durumda olduğu elastikliğinde ki performans sonucu teknik resim ile en uygun koşulları sağlamaktadır. 300 °C sıcaklık sonucunda alaşım içindeki çökeltiler en uygun boyutta ve en iyi dağılımdadır. Malzemenin bu sıcaklıktan daha yüksek sıcaklıklarda tutulmasıyla sertliğin azalmaya başladığı görülmüştür. Bu durumda alaşımın içindeki çökeltilerin dayanımı arttırma etkisinin azaldığı sonucuna çıkarılmıştır.
KAYNAKLAR DİZİNİ
Aran, A., ve Temel M. A., (2003). Paslanmaz Çelik Yası Mamuller, Sarıtaş Çelik Sanayi ve Ticaret A.Ş., İstanbul, s. 165.
Aydın M., (2017). Çelik Malzemeler, Aybitak Yayınları.
Azzi M., Benkahoul J. E., Klemberg S., Martinu L., (2010). Corrosion and mechanical properties of duplex-treated 301 stainless steel
Brown A.A.D., (1981). On behalf of the spring research and manufacturers association Mechanical Springs.
CainT., 1998 Spring Desing Manufacture, Hemel Hempstead, United Kingdom
Castner H. R., (1992). Material and Procedure Considerations for Welded Austenitic Stainless Steels, 8th Annual North American Welding Research Conference, Edison Welding Institute, Columbus, Ohio, s. 1-6.
Çapan L., (1999). Metallere Plastik Şekil Verme. Çağlayan Kitabevi. DIN ENISO6507 standardı
Dieter G. E., (1984). Workability Testing Tecniques, ASM Yayını, Chapter 7, Ohio.
Dissimilar Welds Between., (2009). A Supper Austenitic Stainless Steel And Nickel-Based Alloys, Welding Journal, s. 125- 135.
Dupont J. N., Banovic S. W., ve Marder A. R., (2003). Microstructural evolution and weldability of dissimilar welds between a super austenitic stainless steel and nickel-based alloys. Welding Journal, 82(6), 125.
EN10270-3 Standardı (1.4310 X10CrNi18-8)
Erdoğan M., (2000) Mühendislik Alaşımlarının Yapı ve Özellikleri, Cilt I, Nobel Yayın Dağıtım, Ankara, s. 169.
Gürleyik M. Y., (1988) Malzeme Bilgisi ve Malzeme Muayenesi, Kuzey Gazetecilik Matbaacılık ve Ambalaj Sanayi A.S., Trabzon, s. 105.
Gooch T., (1992). Welding Behaviour and Weldability of Superaustenitic Stainless Steels, 8th Annual North American Welding Research Conference, TWI, Cambridge UK.
Hedayati A. N., (2010). The effect of cold rolling regime on microstructure and mechanical properties of. Journal of Materials Processing Technology, s. 1017-1022.
Ishigaki H. Konishi., Kondo Y., K. Koterazawa K., (1999). Possibility as a magnetic recording media of austenitic stainless steel using stress-induced phase transformation
KAYNAKLAR DİZİNİ (devam)
Kaluç E., ve Tülbentçi K., (1998). Paslanmaz Çeliklerin Kaynağı, Kocaeli Üniversitesi Kaynak Teknolojisi, Eğitim Ve Uygulama Merkezi, Kocaeli.
Kanbollu S., (1996) Östenitik Krom Nikelli Paslanmaz Çeliklerin Kaynak Özellikleri, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, s. 73.
Kaladhar M., Subbaiah K. V., ve Rao C. S. (2012). Machining of austenitic stainless steels–a review. International Journal of Machining and Machinability of Materials, 12(1), 178-192. Kayalı E. S., Ensari C., (2000). Metallere Plastik Şekil Verme İlke ve Uygulamaları İTÜ. Wahl A.M., (1991). Mechanical Springs
The Atlas Specialty Metals Technical Handbook of Stainless Steels (2008). (tech@atlasmetals.com.au).
Varol, R., (1995). Az Karbonlu Çeliklerde Tel Çekme İşleminin Mekanik Özelliklere Etkisinin İncelenmesi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, s. 23-29.
Vaudin, M. D., (2001). Crystallographic Texture in Ceramics and Metals. Journal of Resarch of the National Insitute of standards and Technology
William D. C. ve David G. R. (2011). Materials Sciense and Enginerering
Williams H., ve Gobbles K., (1981). Chracterisation of microstructure by backscattered ultrasonic waves. Met. Sci. 1981(15), 549–554
Wang X., Lui W., ve Embury D., (2011). Morphology and distribution of martensite in 301L alloy induced by different subsequent processes after prior deformation, Canadian.
Yadunandan B. D., Alexander N. F., Joe K., Saurabh K., Michael E. F., Thomas H. S., Gungor S., ve Richard J. M., (2018). The influence of temperature on deformation-induced martensitic transformation in 301 stainless steel, Materials).
ÖZGEÇMİŞ
30.01.1993 tarihinde Kütahya Merkez de doğdum. İlk, orta ve lise öğrenimim Kütahya’da tamamladım. Lisans eğitimimi 2016 senesinde Dumlupınar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği bölümünden mezun olup, bir sonraki yıl başlamış olduğum yüksek lisans eğitimimi 2019 yılında Dumlupınar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği bölümünde tamamlamış bulunmaktayım. 2017-2018 yılları arasında Doğuş Ambalaj firmasında Üretim mühendisi olarak çalıştım. 2018 yılında başlamış olduğum Telsama firmasında kalite mühendisi olarak çalışmaya devam etmekteyim.