Yüksek karbonlu toz metal çeliklerin mikroyapı ve darbe tokluğu özelliklerine küreselleştirme ısıl işlemleri etkilerinin araştırılması

Toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiş yüksek karbonlu çeliklere farklı yöntemlerle küreselleştirme ısıl işlemleri uygulanmıştır. Bu ısıl işlemlerle, toz metal çeliklerin mikroyapısında ferrit matriste ince dağılmış küresel sementit üretilmeye çalışılmıştır. Küreselleştirme çalışmaları sonrası, yüksek karbonlu toz metal çeliklerin mikroyapı, sertlik ve darbe özellikleri incelenmiştir. Bu çalışmalar için Höganas firması tarafından üretilmiş NC.100.24 kodlu saf demir tozuna ağırlıkça ayrı ayrı % 0,9 ve % 1,4 doğal grafit tozu ve yağlayıcı olarak ağırlıkça %0,5 çinko stearat ilave edilmiş ve doğrudan karıştırılmıştır. Karışım tozlar soğuk olarak tek etkili kalıplarda 700 MPa presleme basıncında oda sıcaklığında şekillendirilmiş, ardından 1180 0C?de saf Argon gazı atmosferi altında 20 dk süre sinterlenmişlerdir. İki farklı C oranına sahip olarak üretilen yüksek karbonlu toz metal çeliklere üç farklı ısıl işlem rotası ile küreselleştirme işlemleri uygulanmıştır. Birinci grup numunelere, Ac1 sıcaklığının altında kalan 705 0C?de farklı sürelerde küreselleştirme ısıl işlemi uygulanmıştır.İkinci grup numuneleri, Ac1 sıcaklığının altında kalan 705 0C?de belli bir süre tutup, ardından Ac1 sıcaklığının üstünde kalan 735 0C?ye ısıtarak belli bir süre tutulmuş ve bu işlem tekrarlı olarak bu sıcaklıklar arasında farklı sürelerde uygulanmıştır.Bu ilk iki yöntemde küreselleştirme süresi 5 ile72 saat arasında yapılmıştır. Son yöntem ise, 850 0C ve 950 0C?de 6 dk sürede östenitlenen sırasıyla % 0,9 ve %1,4 grafit ilaveli numunelerin su verilmesiyle martensitik dönüşümler sağlanmıştır. Ardından ferritik matriste küresel sementit dağılımı 505 0C, 605 0C, 705 0C sıcaklıklarda 0,5 ile 5 saat süre arasında tavlanarak üretimi amaçlanmıştır. İlk iki yöntemle üretilen numumelerde küreselleşme süresinin üçüncü yöntemle üretilen numunelere gore daha uzun zaman almıştır. XRD analiz sonuçlarına göre tüm numunelerde ferritik yapıda sementit fazı dışında geçiş karbülerine rastlanmamıştır. Bu küreselleştirme işlemleri sonunda, sertlik ve darbe tokluğu arasında doğrudan bir ilişki olmadığı, ancak tokluğun daha çok mikroyapıdaki semenitit morfolojisi ve dağılımına bağlı olduğu anlaşılmıştır.Numuneler arasında en yüksek sertlik(? 340 HV), üçüncü yöntemle 505 0C? sıcaklıkta yapılan işlemlerle üretilen % 1,4 grafit ilaveli numunede elde edilmiştir. En yüksek darbe tokluğu da (?34 j.cm-2) ilk iki yöntemin uygulandığı % 0,9 grafit ilaveli numunelerde sağlanmıştır.