AISI M2 Takım Çeliğinin Mikroyapısı ve Mekanik Davranışları Üzerine Derin Kriyojenik Isıl İşlemin ve Temperlemenin Etkisi

Yıl 2020, Cilt: 22 Sayı: 66, 801 - 811, 22.09.2020

Abdullah Sert

https://doi.org/10.21205/deufmd.2020226615

Cited By: 2

Öz

Bu çalışmada, AISI M2 takım çeliğinin farklı ısıl işlemler sonucunda mikroyapı ve tribolojik özelliklerindeki değişimi incelenmiştir. Bu amaçla, su verme + temperleme, su verme + derin kriyojenik ısıl işlem + temperleme, su verme + temperleme + derin kriyojenik ısıl işlem + temperleme şeklinde üç farklı ısıl işlem prosesi uygulanmıştır. Mikro yapı sonuçlarına göre derin kriyojenik ısıl işlem sonrasında mikro yapıdaki karbür tanelerinin boyut ve dağılımlarında iyileşme olduğu belirlenmiştir. Üç farklı ısıl işlem sonrasında elde edilen sertlik değerlerinde ise belirgin farklılıklara rastlanmamıştır. Ayrıca triboloji testleri sonrasında ise kriyojenik ısıl işlemli malzemelerin aşınma oranlarında ve sürtünme katsayılarında düşüş gözlenmiştir. Kriyojenik işlemden hemen önce uygulanan temperleme işleminin sürtünme katsayısını düşürücü etkisi olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kriyojenik ısıl işlem, Temperleme, AISI M2, Sürtünme

Teşekkür

Bu çalışma kapsamında uygulanan ısıl işlemler MMD Ltd. (www.mmdtekno.com) tarafından gerçekleştirilmiştir.

Kaynakça

• Referans1 Godec, M., Vecko Pirtovsek, T., Setina Batic, B., McGuiness, P., Burja, L., Podgornik, B. 2015. Surface and Bulk Carbide Transformations in High-Speed Steel. Scientific Reports, Cilt. 5, s. 16202. DOI: 10.1038/srep16202
• Referans2 Gill, S. S., Singh, R., Singh, J., Singh, H. 2012. Adaptive neuro-fuzzy inference system modeling of cryogenically treated AISI M2 HSS turning tool for estimation of flank wear, Expert Systems with Applications, Cilt. 39, s. 4171-4180. DOI: 10.1016/j.eswa.2011.09.117
• Referans3 Öteyaka, M.Ö., Çakır, F.H., Çelik, O.N. 2020. Influence of shallow and deep cryogenic treatment on the corrosion behavior of Ti6Al4V alloy in isotonic solution, Materials and Corrosion, s. 1–10. DOI: 10.1002/maco.201911378
• Referans4 Özer, M. 2019. AISI H13 Takım Çeliğine Uygulanan Derin Kriyojenik İşlem ve Temperleme Isıl İşleminin Mikroyapı, Sertlik ve Darbe Enerjisine Etkisi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Cilt. 7, s. 688-699. DOI: 10.29109/gujsc.603355
• Referans5 Çiçek, A., Kıvak, T., Uygur, I., Ekici, E., Turgut, Y. 2011. Performance of cryogenically treated M35 HSS drills in drilling of austenitic stainless steels, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Cilt. 60, s. 65-73. DOI: 10.1007/s00170-011-3616-8
• Referans6 Chopra, S. A., Sargade, V.G. 2015. Metallurgy behind the Cryogenic Treatment of Cutting Tools: An Overview, Materials Today: Proceedings, Cilt. 2, s. 1814-1824. DOI: 10.1016/j.matpr.2015.07.119
• Referans7 Shen, Y. F., Qiu, L.N., Sun, X., Zuo, L., Liaw, P.K., Raabe, D. 2015. Effects of retained austenite volume fraction, morphology, and carbon content on strength and ductility of nanostructured TRIP-assisted steels, Materials Science and Engineering: A, Cilt. 636 s. 551-564. DOI: 10.1016/j.msea.2015.04.030
• Referans8 Totten, G. E. 2006. Steel Heat Treatment: Metallurgy and Technologies: Taylor & Francis. Boca Raton, 848s.
• Referans9 Serna, M.M., Jesus, E.R.B., Galego, E., Martinez, L.G., Corrêa, H.P.S., Rossi, J. L. 2006. An Overview of the Microstructures Present in High-Speed Steel -Carbides Crystallography, Materials Science Forum, Cilt. 530-531, s. 48-52. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.530-531.48
• Referans10 Li, J., Yan, X., Liang, X., Guo, H., Li, D.Y. 2017. Influence of different cryogenic treatments on high-temperature wear behavior of M2 steel, Wear, Cilt. 376-377, s. 1112-1121. DOI: 10.1016/j.wear.2016.11.041
• Referans11 Oppenkowski, A., Weber, S., Theisen, W. 2010. Evaluation of factors influencing deep cryogenic treatment that affect the properties of tool steels, Journal of Materials Processing Technology, Cilt. 210, s. 1949-1955. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2010.07.007
• Referans12 Hossain, R., Pahlevani, F., Sahajwalla, V. 2019. Stability of retained austenite in high carbon steel – Effect of post-tempering heat treatment, Materials Characterization, Cilt. 149, s. 239-247. DOI: 10.1016/j.matchar.2019.01.034
• Referans13 Das, D., Dutta, A.K., Ray, K.K. 2010. Sub-zero treatments of AISI D2 steel: Part I. Microstructure and hardness, Materials Science and Engineering: A, Cilt. 527, s. 2182-2193. DOI: 10.1016/j.msea.2009.10.070
• Referans14 Pan, F.-s., Wang, W.-q., Tang, A.-t., Wu, L.-z., Liu, T.-t., Cheng, R.-j. 2011. Phase transformation refinement of coarse primary carbides in M2 high speed steel, Progress in Natural Science: Materials International, Cilt. 21, s. 180-186.
• Referans15 Zhou, X.F., Fang, F., Jiang, J.Q., Zhu, W.L., Xu, H.X. 2013. Refining carbide dimensions in AISI M2 high speed steel by increasing solidification rates and spheroidising heat treatment, Materials Science and Technology, Cilt. 30, s. 116-122. DOI: 10.1179/1743284713Y.0000000338
• Referans16 Zhou, B., Shen, Y., Chen, J., Cui, Z.-s. 2011. Breakdown Behavior of Eutectic Carbide in High Speed Steel During Hot Compression, Journal of Iron and Steel Research, International, Cilt. 18, s. 41-48.
• Referans17 Peng, H., Hu, L., Ngai, T., Li, L., Zhang, X., Xie, H., Gong, W. 2018. Effects of austenitizing temperature on microstructure and mechanical property of a 4-GPa-grade PM high-speed steel, Materials Science and Engineering: A, Cilt. 719, s. 21-26. DOI: 10.1016/j.msea.2018.02.010
• Referans18 Ghasemi-Nanesa, H., Jahazi, M. 2014. Simultaneous enhancement of strength and ductility in cryogenically treated AISI D2 tool steel, Materials Science and Engineering: A, Cilt. 598, s. 413-419. DOI: 10.1016/j.msea.2014.01.065
• Referans19 Yan, X.G., Li, D.Y. 2013. Effects of the sub-zero treatment condition on microstructure, mechanical behavior and wear resistance of W9Mo3Cr4V high speed steel, Wear, Cilt. 302, s. 854-862. DOI: 10.1016/j.wear.2012.12.037
• Referans20 Versaci, R.A., 1988. Stability of carbides in M2 high speed steel, Journal of Materials Science Letters, Cilt. 7, s. 273–275. DOI: 10.1007/BF01730195
• Referans21 Li, H., Tong, W., Cui, J., Zhang, H., Chen, L., Zuo, L. 2016. The influence of deep cryogenic treatment on the properties of high-vanadium alloy steel, Materials Science and Engineering: A, Cilt. 662, s. 356-362. DOI: 10.1016/j.msea.2016.03.039
• Referans22 Serna, M.M., Rossi, J.L. 2009. MC complex carbide in AISI M2 high-speed steel, Materials Letters, Cilt. 63, s. 691-693. DOI: 10.1016/j.matlet.2008.11.035
• Referans23 Firouzdor, V., Nejati, E., Khomamizadeh, F. 2008. Effect of deep cryogenic treatment on wear resistance and tool life of M2 HSS drill, Journal of Materials Processing Technology, Cilt. 206, s. 467-472. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2007.12.072
• Referans24 Grairia, A., Beliardouh, N.E., Zahzouh, M., Nouveau, C., Besnard, A. 2018. Dry sliding wear investigation on tungsten carbide particles reinforced iron matrix composites, Materials Research Express, Cilt. 5, s. 116528. DOI: 10.1088/2053-1591/aade07
• Referans25 Das, D., Dutta, A.K., Ray, K. K. 2009. Correlation of microstructure with wear behaviour of deep cryogenically treated AISI D2 steel, Wear, Cilt. 267, s. 1371-1380. DOI: 10.1016/j.wear.2008.12.051
• Referans26 Zhang, M., Chen, C., Qin, L., Yan, K., Cheng, G., Jing, H., Zou, T. 2017. Laser additive manufacturing of M2 high-speed steel, Materials Science and Technology, Cilt. 34, s. 69-78. DOI: 10.1080/02670836.2017.1355584