The Effect of Hot Rolling Parameters on Mechanical Properties of Steel

Abstract

Çelik malzemelerin üretimi dünyada önemli bir yere sahiptir. Çelik malzemelerin mekanik direnci ve sürtünmeye karşı yüksek koruması nedeniyle son yıllarda birçok sektörde çelik malzemeler sıklıkla tercih edilmektedir. Bu çalışmada çelik malzemelerin kimyasal bileşiminin, haddeleme hızının ve haddeleme sırasında uygulanan su soğutma sisteminin malzemenin mekanik özelliklerine (akma mukavemeti, çekme mukavemeti, darbe tokluğu) etkisi araştırılmıştır. Üç farklı kalitedeki malzemenin mekanik davranışları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre mangan, vanadyum ve alüminyum elementlerinin mekanik özelliklere doğrudan etkisi gözlemlendi. Çelik malzemedeki mangan miktarının artması, vanadyum ve alüminyum elementlerinin bir arada kullanılmasıyla malzemenin akma ve çekme mukavemetinin artmasına neden olmuştur. Vanadyum ve alüminyum miktarlarının arttırılması malzemenin çentik tokluğunu arttırdı. Ayrıca diğer iki önemli parametrenin, haddeleme hızının ve haddeleme sistemindeki su soğutma pompalarının etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak, haddeleme hızının azaltılmasının malzemenin mekanik özelliklerini iyileştirdiği, su soğutma pompalarının arttırılmasının da malzemenin daha fazla su almasına olanak sağladığı için mekanik özellikleri iyileştirdiği belirlendi.

Keywords

• Mekanik özellikler
• hadde hızı
• su soğutma
• kimyasal analiz

Sıcak haddeleme parametrelerinin çeliğin mekanik özelliklerine etkisi

Abstract

The production of steel materials has an important place in the world. In recent years, steel materials have been frequently preferred in many sectors due to the mechanical resistance and high friction protection of steel materials. In this study, the effect of the chemical composition of steel materials, rolling speed, and the water-cooling system during rolling on the mechanical properties of the material (yield strength, tensile strength, impact toughness) was investigated. The mechanical behaviors of three different grades of materials were examined. According to the obtained results, the direct influence of manganese, vanadium, and aluminum elements on mechanical properties was observed. Increasing the amount of manganese in the steel material led to an increase in the yield and tensile strength of the material while using vanadium and aluminum elements together. Increasing their amounts increased the material's notch toughness. Furthermore, the effects of two other important parameters, rolling speed, and the water-cooling pumps in the rolling system, were examined. As a result, it was determined that reducing the rolling speed improved the mechanical properties of the material, and increasing the water-cooling pumps also improved the mechanical properties because it allowed the material to receive more water.

Keywords

• Mekanik özellikler
• hadde hızı
• su soğutma
• kimyasal analiz

References

1. Aydın, M., (2017). Çelik malzemeler: metalurjik karakterizasyon, ısıl işlemler, standartlar ve sınıflandırma, endüstriyel uygulamalar, çelik seçimi, Aybitak, İstanbul Bartın Üniversitesi, Metallere Plastik Şekil Verme, https://cdn.bartin.edu.tr/metalurji/d7ee7cd9-f063-4669-8e1c-393503ed6ffb/metallereplastiksekilvermebolum58.hafta.pdf (Erişim tarihi 2023)
2. Jiang, B., Li, G.Q., Li, L., Izzuddin, B.A. (2018). Experimental studies on progressive collapse resistance of steel moment frames under localized furnace loading J. Struct. Eng., 144 (2)
3. Li, Y., Wang, M., Li, G., Jiang, B., (2021). Mechanical properties of hot-rolled structural steels at elevated Temperatures：A review” Volume 119, 103237
4. Samarasekera, (2001). I. V, Hot Rolling. Encyclopedia of Materials: Science and Technology, (3836–3843)
5. Serajzadeh, S., (2014). Comprehensive Materials Processing, Hot Rolling and Direct Cooling, (377–396)
6. Türk Standartları Enstitüsü, (2004). EN 10025 Sıcak Haddelenmiş Yapı Çelikleri Standardı.
7. Qiang, X., Bijlaard F., Kolstein, H. (2012). Dependence of mechanical properties of high strength steel S690 on elevated temperatures, Construct. Build. Mater., 30, 73-79
8. Yu, Y., Lan, L., Ding, F., Wang L. (2019). Mechanical properties of hot-rolled and cold-formed steels after exposure to elevated temperature: a review Construct. Build. Mater. 213, 360-376