Sıcak Haddeleme Yolluk Makarası Soğuk İş Takım Çeliklerinin Aşınma Davranışlarının İncelenmesi

Year 2021, Volume: 21 Issue: 2, 469 - 477, 30.04.2021

Aytekin Kurt Muhammed Elitaş , Bilge Demir , Ömür Yazıcı

https://doi.org/10.35414/akufemubid.823799

Abstract

Takım çelikleri endüstriyel üretimin temel malzemeleri olmalarının yanında maliyet üzerinde de çok etkilidir. Dolayısıyla ekonomik ve teknolojik olarak ideal takım çeliğinin seçimi, karakterizasyonu ve servis performansının anlaşılması önem arz etmektedir. Çelik Haddehanesi, sıcak hadde yolluk sistemi gibi sürtünmeli ve sıcaklık altında çalışan makine parçaları takım çeliği seçimine esas olmak üzere bu çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada, ticari 1.2379, 1.2436 ve CPR soğuk iş takım çelikleri kullanılmıştır. Gerçek şartlardakilere benzer ısıl ve mekanik özelliklere sahip muhtelif üretilen numuneler kullanılarak abrasif aşınma davranışları incelenmiştir. Deney numuneleri ısıl işlem, sertlik ölçme, yağlamasız “pin on ring” kuru abrasif aşınma deneyleri ve makro-mikro görüntü analizi vb. incelemelere tabi tutulmuştur. Abrasif aşınma deneyleri; aşındırıcı olarak 60 mesh ve 220 mesh zımpara, 30 N, 50 N ve 80 N kuvvet ve 10 ve 20 metre abrasif aşınma yolu şartlarında gerçekleştirilmiştir. Gerçek üretim şartlarında da aşınma miktarları gözlemlenmiş ve laboratuvar sonuçları ile kıyaslanmıştır. Deneysel sonuçlarda; daha düşük karbon miktarına sahip fakat güçlü karbür yapıcı elementlerce daha zengin CPR soğuk iş takım çeliğinin 1.2379 ve 1.2436 soğuk iş takım çeliklerine göre daha yüksek aşınma direnci ve tokluk değerleri gösterdiği gözlenmiştir. Karbür yapısının da diğerlerine göre daha küçük olduğu görülmektedir. Sonuçta takım çeliklerinin uygunluğu mekanik ve mikroyapısal olarak detaylı olarak değerlendirilmiştir. Hem endüstriyel hem de akademik fayda üretilmiştir.

Keywords

Soğuk iş takım çelikleri, Aşınma, Mikroyapı, Mekanik özellikler

Thanks

Bu çalışmamıza destek sağlayan Saka Demir Çelik Sanayi ve Ticaret A.Ş.’ye teşekkür ederiz.

Investigation of Wear Behavior of Hot Rolling Runner Reel Cold Work Tool Steels

Abstract

In addition to being the basic materials of industrial production, tool steels are also very effective on cost. Therefore, it is important to understand the economically and technologically ideal tool steel selection, characterization and service performance. This study was carried out as the basis for the selection of tool steel for machine parts operating under friction and temperature such as steel rolling mill, hot rolling runner system. Commercial 1.2379, 1.2436 and CPR cold work tool steels were used in this study. Abrasive wear behaviors have been investigated using various produced samples with thermal and mechanical properties similar to those in real conditions. The test samples were subjected to heat treatment, hardness measurement, non-lubricated “pin on ring” dry abrasive wear tests, macro-micro image analysis etc. examinations. Abrasive wear tests were carried out under 60 mesh and 220 mesh sandpaper, 30 N, 50 N and 80 N forces and 10- and 20-meters abrasive wear path conditions. Abrasion amounts were also observed under real production conditions and compared with the laboratory results. In the experimental results, it has been observed that CPR cold work tool steel with lower carbon content but richer in strong carbide forming elements shows higher wear resistance and toughness values than 1.2379 and 1.2436 cold work tool steels. It is seen that the carbide structure is also smaller than the others. As a result, the suitability of tool steels was evaluated in detail mechanically and microstructurally. Both industrial and academic benefit have been produced.

Keywords

Cold work tool steels, Wear, Microstructure, Mechanical Properties

References

• Akça, G., 2006. Takım çeliklerinin kaynağı. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 67.
• Akıncıoğlu, S., Çiçek, A., Ekici, E., Kıvak, T. ve Uygur, İ., 2012. AISI D2 soğuk iş takım çeliğinin delinmesinde derin kriyojenik işlemin takım ömrü üzerindeki etkilerinin araştırılması. Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 4(1), 1-9.
• Alan, Y., 2014. AISI D2 ve AISI D3 soğuk iş takım çeliklerinin frezede işlenebilirliğinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 99.
• Albaraz, Z., 2010. Isıl işlem parametrelerinin ve kimyasal kompozisyonun sıcak iş takım çeliklerinin mekanik özelliklerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 53.
• Çelik, H., 1991. Kaynak edilebilen kobalt ve demir esaslı alaşımların yüksek sıcaklıktaki aşınma davranışları. Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 104.
• Demir, B., Elitaş, M., Kurt, A. ve Yazıcı, Ö., 2017. Farklı soğuk iş takım çeliklerinin mikroyapı ve sertliğinin incelenmesi. 2nd International Conference on Material Science and Technology in Cappadocia, Nevşehir, Türkiye.
• Demir, B., Elitaş, M., Kurt, A. ve Yazıcı, Ö., 2017. Soğuk iş takım çeliklerinin farklı parametreler altında abrasif aşınma davranışı. 2nd International Conference on Material Science and Technology in Cappadocia, Nevşehir, Türkiye.
• Ersöz, E. and Ovali, I., 2018. The effects of the industrial cryogenic process on the wear behaviours of AISI D2 cold work tool steels. Journal of Polytechnic, 21, 411-417.
• İzciler, M., 1997. Yüksek krom alaşımlı dökme demirlerin farklı sıcaklıktaki abrasif aşınma alaşım katkı oranının ve ısıl işlem şartlarının etkileri. Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 128.
• Kurt, A., 2019. Sıcak hadde finiş tezgâhı yolluk makaralarında aşınma problemi için uygun olan soğuk iş takım çeliğinin seçilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 64.
• Larsson, J.M.B., 2013. Influence of tool steel carbide orientation on sliding wear. Master Thesis, Karlstad University Faculty of Health, Science and Technology, Karlstad, 35.
• Özer, O., 2016. 1.2344 kalite takım çeliğine alternatif sıcak iş takım çeliğinin ısıl işlem parametrelerinin belirlenmesi ve hadde bıçak uygulamalarındaki performansının incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 50.
• Smith, W.F., 2000. Mühendislik Alaşımlarının Yapı ve Özellikleri 1. Dr. Mehmet Erdoğan (çeviri editorü), Nobel Akademik Yayıncılık, 265-266.
• Yamanoğlu, O., 2015. Soğuk iş takım çeliklerinin aşınma direnci üzerinde kriyojenik işlemin etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 116.
• Yılmaz, F., 1997. Sürtünme ve aşınma. Uluslararası Metalürji ve Malzeme Kongresi, İstanbul, Türkiye.
• https://www.mmo.org.tr/kitaplar/mekanik-tasarimda-celik-ve-ozellikleri, (20.10.2020)