Kriyojenik işlemin AISI 431 paslanmaz çeliğinin mekanik özellikleri üzerine etkilerinin araştırılması

Bu çalışmada, AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliğinin mekanik ve mikroyapısal özellikleri üzerine sığ ve derin kriyojenik işlemin etkileri araştırılmıştır.Çelik numuneler öncelikle 980 °C'de 30 dakika bekletildikten sonra yağda soğutulmuş ve ardından 650 °C'de 2 saattemperlenmiştir. Bu işlemin ardından çelik numuneler üzerine -80 °C'de 12 saat (SKİ12T) ve 24 saat (SKİ24T) süre ile sığ kriyojenik işlem, -180 °C'de 6 saat (DKİ6T), 12 saat (DKİ12T), 18 saat (DKİ18T), 24 saat (DKİ24T) ve 36 saat (DKİ36T) süre ile derin kriyojenik işlem uygulanmıştır.Geleneksek sertleştirme ısıl işlemi uygulanmış numuneye kıyasla 200 °C'detemperlenmiş numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinin sırasıyla yaklaşık %3,89, %1,44, %6,95 ve %62 oranlarda arttığı gözlenmiştir. 300 °C'detemperlenmiş numunelerin işlemsiz numuneye göre sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinin sırasıyla yaklaşık %3,52, %1,18, %7,03 ve %56 oranlarda arttığı görülmüştür. 200 °C'de temperlenmiş numunelerin genel olarak daha iyi mekanik özellikler sergilediği tespit edilmiştir. Diğer kriyojenik işlem uygulanmış tüm numunelere 200 °C'de 2 saat süre ile temperleme işlemi uygulanmıştır. Yapılan testler sonucunda, farklı bekletme sürelerinde kriyojenik işlem uygulanmış numunelerde işlemsiz numuneye göre sertlik, çekme, akma ve aşınma direncinde artış olduğu ve bu artışların her iki kriyojenik işlem türünde de bekletme sürelerinin artmasıyla doğru orantılı olduğu görülmüştür. İşlemsiz numuneye kıyasla SKİ24T numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direnci sırasıyla yaklaşık %5,37, %1,59, % 7,11 ve %78 oranlarda artmıştır. İşlemsiz numuneye kıyasla DKİ36T numunenin sertlik, çekme, akma ve aşınma direnci sırasıyla yaklaşık %5,87, %1,66, %8,17 ve %88 oranlarda artmıştır. Çalışma sonucunda her iki kriyojenik işlem türü ve tüm bekletme sürelerinin işlemsiz numuneye kıyasla mekanik özelliklerde artış sağladığı görülmekle beraber derin kriyojenik işlemin daha üstün mekanik özellikler sağladığı tespit edilmiştir.Mikroyapısal incelemelerde, tüm numuneler için kalıntı östenitli bir çıta tipi martenzit yapı oluştuğu görülmüştür. Bununla birlikte kriyojenik işlem uygulanmış numunelerdeki martenzitik çıtalar işlemsiz numuneye kıyasla daha küçüktür. En yüksek mekanik özellikler 36 saat süre ile uygulanan derin kriyojenik işlem ile elde edilmiştir. Çalışmada kriyojenik işlemin AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliğin diğer mekanik özelliklerinde (sertlik, çekme ve akma) artış sağlamakla birlikte özellikle aşınma direncinde belirgin bir artış sağladığı görülmüştür. Anahtar sözcükler:AISI 431 martenzitik paslanmaz çeliği, Derin kriyojenik işlem, Mekanik özellikler, Mikroyapı, Sığ kriyojenik işlem