Investigation of the Microstructural and Mechanical Properties of AISI 1020/RAMOR 500 Steel Coupled by Friction Welding

Abstract

In this study, the joining process of AISI 1020 and Ramor 500 steel pairs with different properties by friction welding method was investigated. The connections to be produced were joined by applying three different friction times (6 sec, 8 sec, 10 sec). Optical, SED, EDS analyzes of the joined samples were made for microstructure analysis, and hardness and tensile tests were applied for mechanical properties. As a result of the examinations, it was determined that the friction time plays an important role on the quality of the fricton joint. It has been observed that stronger joints can be made by combining armor steel and medium carbon steels with different properties by friction welding method.

Keywords

• Friction welding
• AISI 1020
• Ramor 500.

Sürtünme Kaynağı İle Birleştirilen AISI 1020/RAMOR 500 Çelik Çiftinin Mikroyapı Ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Öz

Bu çalışmada, farklı özelliklere sahip AISI 1020 ve Ramor 500 çelik çiftinin sürtünme kaynağı metodu ile birleştirme işlemi incelenmiştir. Üretilecek bağlantılar üç farklı sürtünme süresi (6 sn, 8 sn, 10 sn) uygulanarak birleştirilmiştir. Birleştirilen numunelerin, mikro-yapı analizleri için optik, SED, EDS analizleri yapılmış, ayrıca Mekanik özellikler içinde sertlik ve çekme testleri uygulanmıştır. Yapılan incelemeler neticesinde sürtünme süresinin kaynak kalitesi üstünde önemli rol oynadığı belirlenmiştir. Farklı özelliklere sahip zırh çeliği ve orta karbonlu çeliklerinin sürtünme kaynak yöntemi ile birleştirilmesiyle daha mukavemetli birleştirmelerin yapılabildiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Sürtünme kaynağı
• AISI 1020
• Ramor 500.

References

1. Referans1. S. Celik and I. Ersozlu, “Investigation of the mechanical properties and microstructure of friction welded joints between AISI 4140 and 1050 steels, ” Mater Des, vol. 30, pp. 970–976, April 2009.
2. Referans2. I. Kirik, “Effect of temperature on microstructure and mechanical behavior of diffusion bonded Armor 500 and AISI 1040 steels, ” Materials Testing , vol. 57, no. 4, pp. 296-300, April 2015.
3. Referans3. J. Nowacki and A. Lukojc, “Structure and properties of the heat-Affected zone of duplex steels welded joints, ” J Mater Process Technol, vol. 164, pp. 1074–1081, May 2005.
4. Referans4. F. Ade, “Ballistic qualification of armour steel weldments, ” Weld J, vol. 70, pp. 53–54, 1991.
5. Referans5. C. Merzalı, “Zırh çeliklerinde kaynak sonrası ısı tesiri altında kalan bölgenin özelliklerinin ısıl işlem ile iyileştirilmesi, ” Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, 2013.
6. Referans6. M. Bekçi, “Ramor 500 ve Ramor 550 zırh çeliklerinin balistik performanslarının incelenmesi, ” Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon, 2019.
7. Referans7. F. Sarsilmaz, I. Kirik, and S. Batı, “Microstructure and mechanical properties of armor 500/AISI2205 steel joint by friction welding, ” Journal of Manufacturing Processes, vol. 28, pp. 131-136, August 2017.
8. Referans8. A. Örenler, “Zırh çeliklerinin kaynak kabiliyetinin incelenmesi, ” Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü İmalat Mühendisliği Anabilim Dalı, Sakarya Üniversitesi, Sakarya, 2018.

9. Referans9. S. Taşkaya, “Ramor 500 çeliğinin tozaltı kaynağıyla birleştirilmesi ve Ansys paket programıyla değerlendirilmesi, ” Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı, Fırat Üniversitesi, Elazığ, 2017.
10. Referans10. A. Erdoğan, Metal malzemelerin ara tabaka kullanılarak sürtünme kaynağı ile birleştirilebilirliğinin araştırılması, ” Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Tunceli Üniversitesi, Tunceli, 2015.
11. Referans11. I. Kırık and N. Özdemir, “Sürtünme kaynağıyla birleştirilmiş AISI 1040/Dublex paslanmaz çelik çiftinde sürtünme süresinin mikroyapı ve mekanik özelliklerine etkisi, ” Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 16, no. 2, pp. 69-75, 2012.
12. Referans12. I. Kırık, “Sürtünme kaynağı ile birleştirilmiş AISI 1040/AISI 304L çelik çiftinin elektrokimyasal korezyon davranışının araştırılması, ” Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji Eğitimi Anabilim Dalı, Fırat Üniversitesi, Elazığ, 2012.
13. Referans13. N. Ozdemir and N. Orhan, “Microstructure and mechanical properties of friction welded joints of a fine-grained hypereutectoid steel with 4% Al, ” Journal of Materials Processing Technology, vol. 166, pp. 63-70, July 2005.