Soğuk haddelenmiş çift fazlı DP600 kalite çeliklerin yaşlanma davranışının incelenmesi

Son yıllarda otomotiv uygulamalarında düşük yakıt tüketimi sağlayan, üstün mekanik özelliklere sahip, hafif malzemelere olan ihtiyaç ileri yüksek mukavemetli çeliklerin gelişmesini sağlamıştır. İleri yüksek mukavemetli çelikler (AHSS), yüksek mukavemetli düşük alaşımlı (HSLA) çeliklere göre dayanım ve şekillendirilebilirlik açısından daha iyi performans göstermeleri sebebiyle otomotiv uygulamalarında sıkça tercih edilmektedir. Yeni nesil yüksek mukavemetli çelikler ailesinde yer alan ve otomotiv komponentlerinde önemli ölçüde tercih edilen çift fazlı DP (Dual Phase) çelikler, ferrit matris içine dağılmış halde %20 oranında martenzit yapı içerir. Bununla birlikte yapısında az miktarda kalıntı ostenit bulunduran çift fazlı çelikler şekillendirilebilirlik konusundaki üstün özellikleriyle otomotiv uygulamalarında geniş kullanım alanına sahiptir. Şasi, tekerlek jantı, tampon, koltuk çerçevesi ve kapı panelleri gibi soğuk biçimlendirilen otomobil komponentleri ve bazı bağlantı elemanlarının imalatında kullanılan çift fazlı çelikler otomotiv pazarının ihtiyaç duyduğu yüksek şekillendirilebilirlikli mukavim malzeme sorununa çözüm olmuştur. Çift fazlı çelikler otomotiv üzerinde kullanılacakları bölge ve amaca göre biçimlendirildiklerinde üzerlerinde farklı miktarla deformayon alanları oluşur. Ardından bu malzemelergörsellik ve korozyondan koruma amacıyla boyama işlemine tabi tutulurlar. Boyama adımı pişirme gerektiren bir işlem olup kullanılan çelikte ilave bir mukavemet artışı yaratır. BH (Bake Hardening) fırınlama sırasında sertleşme olarak adlandırılan ve mukavemet artışı sağlayan bu özellik çift fazlı çeliklerde de ortaya çıkmaktadır. Çift fazlı çeliklerde, mevcut ferrit içerisindeki karbonun düşük sıcaklıklarda yarattığı fırınlama sırasında sertleşme (BH) özelliği avantaj sağlarken, artan sıcaklıklar mikroyapı içerisindeki ikinci ana faz olan martenzitin temperlenmesine yol açarak mukavemetin düşmesine sebep olur. Şekillendirilmiş çift fazlı çeliklerden imal edilen yapısal parçaların ana yapı içerisine bağlanması sırasında uygulanan kaynaklama işlemi de aynı boya kürleme işlemi gibi bir tür ısıl işlem olup malzemenin mekanik özelliklerinde ve mikroyapısında değişime yol açmaktadır. Bu çalışmada soğuk haddelenmiş çift fazlı DP600 kalite çelik malzemelerinbiçimlendirilme sonrası boyama ya da kaynak gibi ısıl uygulamalar ile mikroyapı ve mekanik özelliklerinde olabilecek değişim fikrinden yola çıkılarak ön deforme edilmiş çelik sacların farklı süre ve sıcaklıklardaki mekanik ve mikroyapısal davranışları incelenmiştir. Bu kapsamda yürütülen deneysel çalışmalarda, %0, %1, %2, %4 ve %8 ön deformasyon verilen soğuk haddelenmiş çift fazlı çelik malzeme 100°C, 200°C, 400°C ve 600°C sıcaklıklarda ayrı ayrı 10dk, 20dk, 40dk ve 120dk sürelerle fırında yaşlandırılarak mekanik ve mikroyapısal özelliklerindeki değişimler izlenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda, soğuk haddelenmiş çift fazlı çelik malzemelere 400°C sıcaklığın üzerinde uygulanacak ısıl işlemlerde martenzit yapısının değişim gösterdiği, 600°C sıcaklıkta ise martenzitin temperlenerek tamamen farklı bir yapı oluşturduğu, ve yine bu sıcaklıklarda sertlik ve BH değerlerinde keskin bir düşüş yaşandığı gözlemlenmiştir. Biçimlendirme sonrası optimum mekanik değerler ve mikroyapısal özellikler için 200-400°C arasındaki sıcaklıklarda işlem yapılmasının daha iyi sonuçlar vereceği bilgisine ulaşılmıştır.