Borlanmış çift fazlı çeliğin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Son yıllarda bilim adamları tarafından çeliklerin yüzey özelliklerini iyileştirme ve geliştirme adına çok sayıda çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bor elementinin çelik yüzeylerinin modifikasyonunda kullanılması, çeliklerin aşınma ve sürtünme özellikleri açısından olumlu sonuçlar sergileyen çalışmaları ortaya çıkarmıştır. 1970’li yıllarda yaşanan petrol krizinden dolayı Ar-Ge çalışmalarına önem veren otomotiv sektörü otomobillerde hem hafiflik hem de yakıttan tasarruf sağlayacak yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelikler grubuna katılan çift fazlı çelikleri geliştirmeye başlamıştır. Çift fazlı çelikler sünek ve küçük taneli ferrit matriste %10–30 arasında sert martenzit parçacıkları ile beraber az miktarlarda kalıntı ostenit ve beynit fazlarını içermektedir. Çift (iki) faz terimi de birbirine zıt özellik taşıyan fazların bir arada bulunmasından ileri gelmektedir. Geleneksel karbonlu çeliklerin mikroyapıları genellikle plastik şekil vermeye elverişli değildir. Plastik şekil verilmek istendiğinde ise, mukavemetten taviz verilmesi söz konusudur. Fakat çift fazlı çeliklerde, plastiklik ve mukavemet özellikleri optimum seviyede tutulabilmekte ve bu özellikler uygulanan ısıl işlemlerle geniş aralıkta değiştirilebilmektedir. Bu çalışmada, mekanik özellikler ve tokluk açısından olumlu sayısal değerler sergileyen çift fazlı çeliklerin bu özelliklerinin yanında yüzey özelliklerinin de borlama teknolojisiyle geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda SAE1020 çeliğinin öncelikle yüzeyi kutu borlama tekniğiyle kaplanmış ardından çift faz ısıl işlemine tabii tutulmuştur. Deneyler sonrası mikroyapıda martensit ve ferrit fazlarına sahip bir çift faz çeliğinin, yüzeyinde de yaklaşık 35μm kalınlığında bir bor tabakası elde edilmiştir. Mekanik özelliklerdeki değişimler tek eksenli çekme testleriyle gözlenmiş ve elde edilen veriler mikro sertlik testiyle de desteklenmeye çalışılmıştır.

Recently, many studies have been done on behalf of developing and improving of surface properties of steels by scientist. Usage of boron for steel surface modification finds out beneficial results which have good wear and friction properties. Automobile industry gave weight to research and developing studies after global oil crisis at 1970s. They developed dual phase steel which has been taken to high strength low alloy steel group. It contains hard martensite particles, have 10-30% ferrite matrix, with low amount retained austenite and bainite. Dual phase steels have good plasticity and strength properties which can be changed in wide range. In this study, developing of surface properties of dual phase steels which have well mechanical properties and toughness is aimed by using boronizing technology. In this context, surface of SAE1020 Steel coated by using box boronizing techniques and heat treated with intercritically annealing. After experimental procedures, a dual phase steel obtained with 35 nm boron layer. Micro hardness and mechanical properties of the specimens were investigated.