Yüksek bor içerikli çelik döküm alaşımlarında yapı ve özellik ilişkisi

Bu çalışmada, ağırlıkça %0,48C, %0,43Si, %1,02Mn ve %11,15 Cr içeren ötektoid altı çelik alaşımına farklı bor (%0,5-5) ilavelerinin mikroyapı, sertlik, aşınma direnci ve tokluk üzerine etkisi araştırılmıştır. Farklı oranlarda bor içerecek şekilde tasarlanan numuneler ağırlıkça %0,5, %1,5, %2,0, %3,0, %4,0 ve %5,0 B içeriği için, Fe-B ilaveleri eşit oranlarda ocakta, potada ve sıvı alaşımın alfa-set reçine bağlayıcılı silis kumu kullanılarak üretilen "Y" blok kalıplara dökülmesi sırasında yapılmıştır. 1050 ºC sıcaklıkta 60dk süre ile östenitleme işlemi uygulanan numuneler tuz banyosunda 390 ºC sıcaklıkta 3 farklı süre ile (24 saat, 96 saat ve 168 saat) izotermal ısıl işlemlerine tabi tutulmuştur. İşlemsiz ve ısıl işlem görmüş numunelerin mikroyapı (optik mikrosokop, elektron tarama mikroskobu, elektron tarama mikroskobu element analizi, x-ışın difraksiyonu) ve mekanik özellikleri (makro/mikro sertlik, aşınma direnci ve darbe dayanımı) belirlenmiştir. Bu çalışmada aşağıda verilen sonuçlar elde edilmiştir; alaşıma yapılan bor ilavelerinde mikroyapıda martensit ile birlikte ağ şeklinde (network) borür ve bor karbürlerin (Fe2B ve (Cr, Fe)7(C, B)5) karışımından meydana gelen ötektik faz gözlemlenmiştir. Alaşıma ilave edilen bor miktarı arttıkça borür ve karbürlerin hacim oranı artmış ve ağırlıkça %3,10 ve %4,75 bor içeren numunelerde sırasıyla %60 ve %69 karbür/borür hacim oranları matris konumunu almışlardır. Bor ilaveleri ile mikroyapıda meydana gelen karbür ve borürler, %2,05'e kadar bor içeren dökümlerde iskeket (fishbone) şekline sahip ve ağ şeklinde dağılım gösterirken daha fazla bor içeriklerinde çubuk (rod/needle) şekline dönüşmüş ve düzensiz dağılım göstermiştir. Alaşımın içerdiği bor miktarı arttıkça makro sertlik ve aşınma dayanımı artmış ancak tokluk düşmüştür. Farklı oranlarda bor içeren ve martensitik matrise sahip numunelerin matris mikroyapısı izotermal ısıl işlemleri ile değişmemiştir. İzotermal ısıl işlemleri ağırlıkça %3,10 bor içeriğine kadar makro sertlik ve tokluk değerlerini artırmış ancak aşınma dayanımı üzerinde dikkate değer bir etki göstermemiştir.