Productıon And Mechanıcal Behavıor Comparıson Of Spherıcal Cementıte Wıth In Baınıtıc Matrıx Structure In Powder Metallurgy Steel

Çelik alaşımları yüksek mekanik dayanıma sahip olmalarından dolayı günümüz dünyasında en çok kullanılan mühendislik malzemeleridir. Çelik alaşımları günümüzde genellikle yassı ürün ve ingot halde kullanılmakla beraber son yıllarda giderek kullanımı yaygınlaşan toz metalürjisi de sektördeki yerini almıştır. Toz metalürjisi ile üretilen çeliklerin mekanik dayanımları çeşitli ısıl işlemler ile artırılabilmektedir. Bu çalışmada literatürde ilk defa çelik alaşımlarında beynitik matrikste küresel sementit mikroyapısı üretilmiş ve mekanik dayanımları incelenmiştir. Bu amaçla iki farklı saf demir tozuna karbon kaynağı olarak grafit tozu ilave edilerek yüksek karbonlu alaşımsız toz metal çelik numuneler üretilmiştir. Birinci grupta elektroliz yöntemiyle üretilen NC100.24 saf demir tozları kullanılırken, ikinci grupta su atomize ATOMET 1001 saf demir tozları kullanılmıştır. Her iki grupta da ağırlıkça %1.5 grafit ve yağlayıcı olarak da %0.5 toz Zn stearat karışıma ilave edilmiştir. Hem birinci hem ikinci grup karışım tozlar, 700 MPa başınç altında soğuk olarak preslenmiş ve 1150 °C’de 20 dakika sürede saf argon gaz atmosferinde sinterlendi. Buna ilaveten ikinci grup numuneler 700 MPa başınç altında soğuk olarak preslenmiş ve 10-2 Mpa vakum atmosferinde 1200°C’de 20 dakika süre sinterlenmiştir. BMKS mikroyapılarının üretilmesi için martensitik mikroyapıdaki numunenin aşırı temperlenmesiyle elde edilen ferritik matrikste küresel sementit numuneleri başlangıç malzemesi olarak kullanılmıştır. Bu numunelerin Ac1 sıcaklık çizgisi üzerinde 735-750°C’de kısmi östenitlenmeleri ve 300-350°C’deki nötr tuz banyosunda 1-2-5 saat süre ile östemperlenmeleri ile beynitik matrikste küresel sementit numuneleri üretilmiştir. BMKS mikroyapısına sahip toz metal çeliklerin yoğunluk ve sertlik ölçümleri sonrasında mikroyapısal karakterizasyonları için taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri alınmıştır. Uygulanan ısıl işlemler sonucu çökelen fazlar X-RD analizi ile incelenmişlerdir. Mekanik dayanımları ise darbe ve kuru ortam aşınma testleri ile incelenmiştir. Ayrıca numunelerin ortalama tane boyutu, kristalografik oryantasyonları ve tane sınırı açısı ölçümleri için electron back scatter diffraction (EBSD) görüntüleri elde edilmiştir.Alloy steels are the most commonly used engineering materials, due to their high mechanical strength in today's world. Although steel alloys are generally used in as flat products and ingots, powder metallurgy, which has become increasingly widespread in recent years, has taken its place in the sector. Mechanical strength of steels produced by powder metallurgy can be increased by various heat treatments. In this study, for the first time in the literature, spherical cementite within bainitic matrix microstructure has been produced and the mechanical strength of the steel alloys has been investigated. For this purpose, high carbon unalloyed powder steel samples were produced by adding graphite powder as carbon source into two different pure iron powders. In the first group, NC100.24 pure iron powders produced by electrolysis method were used. In the second group, ATOMET 1001 pure iron powders were used. In both groups, 1.5% by weight of graphite and 0.5% by weight of powder Zn stearate as lubricant were added to the mixture. Both first and second group mixture powders were cold pressed under 700 MPa and sintered in a pure argon gas atmosphere for 20 minutes at 1150 ° C. In addition, the second group of samples were cold pressed under 700 MPa and sintered for 20 minutes at 1200 ° C in a vacuum atmosphere of 10-2 Mpa. For the production of SCBM microstructures, via by over-tempering the martensitic microstructure, In the ferritic matrix spherical cementite samples were used as starting material. Spherical cementite in bainitic matrix samples were produced in partly austenization at 735-750 ° C on the Ac1 temperature line and austempered in the neutral salt bath at 300-350 ° C for 1-2-5 hours respectively. Density and hardness measurements of powder metal steels with SCBM microstructure then, scanning electron microscopy (SEM) images were taken for microstructural characterization. The precipitated phases were investigated by X-RD analysis. Their mechanical strength was examined by impact and dry sliding wear tests. In addition, electron back scatter diffraction (EBSD) images were obtained for mean grain size and grain boundry angle measurements of samples