Research Article

Östemperleme Sıcaklığının Karbür İçermeyen Beynitik Çelik Dökümün Aşınma Davranışı Üzerine Etkisi

Volume: 13 Number: 4 December 22, 2025
EN TR

Östemperleme Sıcaklığının Karbür İçermeyen Beynitik Çelik Dökümün Aşınma Davranışı Üzerine Etkisi

Öz

Bu araştırmanın amacı, karbürsüz beynitik çelik döküm (KİB-ÇD) malzemenin mikroyapısal özellikleri ve aşınma performansının, uygulanan östemperleme sıcaklığından ne şekilde etkilendiğini ortaya koymaktır. Bu kapsamda, numuneler öncelikle 900°C sıcaklıkta 60 dakika süreyle östenitleme işlemine tabi tutulmuştur. Ardından, östemperleme aşaması için 275°C, 300°C, 325°C ve 350°C olmak üzere dört farklı sıcaklıkta hazırlanan tuz banyolarında, her bir numune 90 dakika boyunca izotermal olarak bekletilmiştir. Mikroyapısal karakterizasyon, optik mikroskop kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Malzeme yapısındaki kalıntı östenit fazının hacimsel oranı ise X-ışını kırınımı (XRD) tekniği ile tespit edilmiştir. Aşınma davranışının belirlenmesi amacıyla, ASTM G133-22 standardında belirtilen prosedürlere uygun olarak aşınma testleri yapılmış ve test sonrası yüzeylerde meydana gelen hacim kayıpları optik profilometre ile hassas bir şekilde ölçülmüştür. Elde edilen bulgular, östemperleme sıcaklığının mikroyapı ve mekanik özellikler üzerinde belirleyici bir rol oynadığını göstermiştir. En ince taneli mikroyapı, 275°C'de gerçekleştirilen 90 dakikalık östemperleme işlemi sonucunda elde edilirken, en kaba taneli yapıya 350°C'de yapılan işlemle ulaşılmıştır. Bu mikroyapısal farklılıklar, malzemenin sertlik değerlerine de yansımıştır. En yüksek sertlik değeri (54,9 HRC) 275°C'de işlem gören numunede ölçülürken, en düşük sertlik (48,2 HRC) 350°C'de östemperlenen numunede kaydedilmiştir. Kalıntı östenit hacim oranı da östemperleme sıcaklığı ile doğru orantılı bir değişim sergilemiştir; en düşük oran (%17,5) 275°C'de, en yüksek oran (%24,2) ise 350°C'de işlem görmüş numunelerde tespit edilmiştir. Aşınma testi sonuçları, ısıl işlemin aşınma direncini önemli ölçüde iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Döküm halindeki numune, 0,3304 mm³'lük hacim kaybı ve 1,32x10⁻⁴ mm³/N.m'lik aşınma hızı ile en zayıf performansı göstermiştir. Östemperlenmiş numuneler arasında ise en üstün aşınma direnci, 275°C'de işlem gören numunede gözlemlenmiştir. Bu numune, 6,68x10⁻⁶ mm³/N.m ile en düşük aşınma hızına, 0,0167 mm³ ile en az hacim kaybına ve μ=0,684 ile en düşük ortalama sürtünme katsayısına sahip olmuştur. Buna karşılık, 350°C'de östemperlenen numune, 1,62x10⁻⁵ mm³/N.m'lik aşınma hızı, 0,0406 mm³'lük hacim kaybı ve μ=0,709'luk sürtünme katsayısı ile en yüksek aşınma değerlerini sergilemiştir.

Anahtar Kelimeler

Supporting Institution

Gazi University Scientific Research Projects Coordination Unit

Project Number

FYL-2022-8060

Ethical Statement

The authors state no conflict of interest. The authors have accepted responsibility for the entire content of this manuscript and approved its submission. The authors declare that no AI writing tools were used in this paper.

Thanks

We would like to thank the Scientific Research Projects Coordination Unit of Gazi University for supporting this research with project code FYL-2022-8060.

References

  1. [1] S. K. Putatunda, Fracture toughness of a high carbon and high silicon steel. Materials Science and Engineering A, 297 (2000) 31-43.
  2. [2] S. K. Putatunda, A. V. Singar, R. Tackett, G. Lawes, Development of a high strength high toughness ausferritic steel. Materials Science and Engineering A, 513-514 (2009) 329-339.
  3. [3] H. K. D. H. Bhadeshia, D. V. Edmonds, Bainite in silicon steels, new composition property approach. Metal Science, 17: 9 (1983) 420-425.
  4. [4] P. V. Moghaddam, On the role of microstructure in wear of nanostructured carbide-free bainitic steels. Doctoral thesis, Luleå University of Technology, Department of Applied Physics and Mechanical Engineering, Division of Machine Elements, Sweden (2020).
  5. [5] Ö. F. Murathan, V. Kılıçlı, Nano bainitic steel. Journal of Polytechnic, 19: 2 (2016) 115-128.
  6. [6] R. Kumar, R. K. Dwivedi, R. K. Arya, P. Sonia, A. S. Yadav, K. K. Saxena, M. I. Khan, S. B. Moussa, Current development of carbide free bainitic and retained austenite on wear resistance in high silicon steel. Journal of Materials Research and Technology, 24 (2023) 9171-9202.
  7. [7] R. Kumar, A. Tripathi, R. K. Dwivedi, R. K. Arya, A. S. Yadav, A. Agarwal, Influence of austempering temperature on carbide free bainite development, a critical review. Journal of Physics: Conference Series, 2484 (2023) 012029.
  8. [8] C. S. Brown, J. G. Speer, E. D. Moor, Influence of retained austenite on abrasive wear performance of bainitic steels. Wear, 522 (2023) 204720.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Casting Technologies

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

December 22, 2025

Publication Date

December 22, 2025

Submission Date

November 19, 2025

Acceptance Date

December 2, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 13 Number: 4

APA
Şahin, Ö., Çetin, H., & Kılıçlı, V. (2025). Östemperleme Sıcaklığının Karbür İçermeyen Beynitik Çelik Dökümün Aşınma Davranışı Üzerine Etkisi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım Ve Teknoloji, 13(4), 1644-1656. https://doi.org/10.29109/gujsc.1826342

                                TRINDEX     16167        16166    21432    logo.png

      

    e-ISSN:2147-9526