Su verme ve karbon ayrıştırma ısıl işlemi ile üretilen ileri yüksek mukavemetli çeliklerde kromun mikroyapıya ve mekanik özelliklere etkisi

Motor teknolojisinin fosil yakıtlı veya elektrikli olmasına bakılmaksızın, otomobillerin menzilini arttırmak otomotiv sektörünün ana amacıdır. Bu amacı sağlamak için güvenlik standartlarınından ödün vermeden, düşük ağırlıklı otomobiller geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Su verilmiş ve karbon ayrıştırılması yapılmış (Q&P) çelik teknolojisi, düşük alaşımlı çeliklere uygulanabilirliği, üretiminin otomasyona uygunluğu, ısıl işlemde ihtiyaç duyulan enerjinin daha az olması, mukavemet ve süneklik birleşik değerinin yüksek olması gibi birçok nedenle bu alanda öne çıkmıştır. Bu doktora tezinde, krom elementinin Q&P çeliklerinde mekanik ve mikroyapı üzerine etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, kimyasal kompozisyonu kromsuz ve ağırlıkça yüzde 0,6, 0,9 ve 1,2 krom içeren düşük karbon içeriğine sahip 30 mm kalınlığında çelik plakalar kum kalıba döküm yöntemiyle elde edilmiştir. Plakaların kalınlığı, önce sıcak presleme ile 16 mm'ye ve sonrasında dövme işlemiyle 4 mm'ye düşürülmüştür. Elde edilen bu saclardan mikroyapı ve mekanik özelliklerin incelenmesi için standartlara uygun numuneler çıkarılmıştır. Sayısal çalışmalarla elde edilen sıcaklık ve bekletme zamanı gibi parametrelere göre her bir numune grubuna üç karbon ayrıştırma sıcaklığı ve üç farklı ayrıştırma süresinde Q&P işlemi uygulanmıştır. Bu numunelere, çekme ve sertlik testleri uygulanmıştır. Ayrıca bu veriler, X-ışını spektroskopisi (EDS) ve X-ışını difraksiyonu (XRD), optik mikroskop ve SEM incelemeleri birlikte değerlendirilerek malzemelerin içyapıları, kopma türü, kalıntı östenit miktarı ve kalıntı östenit karbon oranları hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar istatistik programları yardımıyla karşılaştırılmıştır. Yapılan mikroyapı incelemeleri ve mekanik testler sonucunda krom oranının arttırılmasının, kalıntı östenit miktarını ve çekme mukavemetini arttırırken uzama değerleri üzerinde önemli bir etkisi olmadığı görülmüştür. Tüm numunelerde yoğun sünek kopma ve az miktarda gevrek kırılma yüzeyleri görülmüştür. Sonuç olarak, en yüksek kalıntı östenit miktarının en yüksek krom içerikli numunede 420 °C de 200 s bekleme süresinde elde edildiği görülmüştür. En yüksek östennit karbon konsantrasyonlarının, ısıl işlem süresinden bağımsız olarak en yüksek sıcaklıkta işlem gören numunelerde görülmüştür. Deneysel çalışmalar sonucunda, numunelerin mukamevet-süneklik çarpımı değerinin geniş bir aralıkta (15519-37100 MPa.%) değiştiği tespit edilmiştir.