İkincil bir çelikte içyapı - özellik ilişkisi

Abstract

Mikroalaşımlı çelikler termomekanik kontrollü haddeleme (TMKH) sonucunda üstün mekanik özellikler gösterirler. Bu çalışmada iki farklı kompozisyona sahip (V-Al içerikli ve V-Nb içerikli) çeliklerin içyapı ve özellikleri incelenmiştir. İncelenen çelikler aynı endüstriyel şekil verme işlemlerinden geçmiş, fakat bir tanesi yetersiz düktilite göstermiştir. Bu çalışma, V-Nb içeren çeliğin düşük düktiliteye sahip olmasının nedenlerini anlamayı amaçlamaktadır. Farklı alaşım elementleri içeren çeliklerin bütün mukavimleştirme mekanizmaları söz konusu iken mikroyapıları ile mekanik özellikleri arasında güçlü bir ilişki vardır. Termomekanik kontrollü haddelenmiş haldeki çeliklerin mikroyapısı başlıca poligonal ferrit ve perlit bileşenlerinden oluşmaktadır. Çelikler üç farklı sıcaklıkta östenitlendikten sonra hava ortamında soğutulduğunda, çeliklerden V-Al içerikli olanın mikroyapısı poligonal ferrit ve perlitten oluşurken diğeri beynitik(iğnemsi) ferrit, perlit ve üst beynit yapısı göstermektedir. Ayrıca, TEM çalışması termomekanik kontrollü haddelenmiş çeliklerden V-Nb içeren çeliğin dejenere perlit yapısı gösterdiğini ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmada, bu çeliklerin kaynaklanabilirlik özelliği de incelenmiştir. Mikroyapı çalışması çeliklerden birinin kaynak metalinin ferrit ve perlitten oluştuğunu diğerinin ise beynitten oluştuğunu göstermektedir. Çeliklerin ITAB ve kaynak metallerinin tane boyutundaki değişim darbe özelliklerinin dışında sertliklerini de etkilemektedir. Yapılan deneyler aynı proses parametrelerinde üretilen bu iki farklı çeliğin farklı mikroyapıları ve sonuçta farklı mekanik özellikleri ortaya çıkardığını göstermiştir. Microalloyed steels demonstrate superior mechanical properties through thermomechanically controlled rolling (TMCR). In this work, structure and properties of microalloyed steels of two different compositions (V-Al containing and V-Nb containing steels) are investigated. The investigated steels go through the same industrial forming process, but one of the two exhibits inefficient ductility. The work intends to understand the reasons for the lower ductility of the V-Nb containing steel. There is a strong relationship between the microstructure and mechanical properties of the steels, in which all of the strengthening mechanisms are in operation. The microstructure of the termomechanically controlled rolled steels primarily consisted of polygonal ferrite and perlite. When the steels austenitised at different temperatures and then air cooled, the microstructure of V-Al containing steel is consisted of polygonal ferrite and perlite while the other one contained bainitic(acicular) ferrite, perlite and upper bainite. Furthermore, the TEM study revealed that termomechanically controlled rolled V-Nb containing steel is consisted of degenerated perlite structure. In this study, the weldability property of these steels is also investigated. Microstructural study showed that one of the weld metal of the steels consisted of ferrite and perlite while the other one contained bainite. The variation in grain size of the HAZ and weld metal of the steels was also correlated with hardness apart from their impact properties. The experiments have shown that using the same processing parameters for these two steels produce different microstructures, and resultantly different mechanical properties.