Niyobyum ve Vanadyumun yüksek karbonlu çelik filmaşin ve soğuk çekilmiş çelik telin mekanik özellikleri ve mikroyapısı üzerindeki etkileri

Yıl 2025, Cilt: 40 Sayı: 4, 2485 - 2498, 31.12.2025

Onur Meydan , Mustafa Akçil

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1655210

Öz

Niyobyum (Nb) ve Vanadyum (V) mikroalaşım elementleri, yüksek karbonlu çelik tel çubukların ve soğuk çekilmiş tellerin mekanik ve mikroyapısal özellikleri üzerinde belirgin bir etkiye sahiptir. Bu elementler, perlit lamel aralığını daraltarak tane incelmesini sağlar, karbür oluşumunu teşvik eder ve böylece hem çekme mukavemetini hem de sünekliği artırır. Bu çalışma, farklı Nb (0.010%–0.050%) ve V (0.010%–0.050%) seviyelerinin 13 mm tel çubuklar ve 5.25 mm soğuk çekilmiş teller üzerindeki etkilerini incelemiştir. Tel çubuklar, kütük üretimi sonrası geleneksel haddeleme yöntemiyle üretilmiş olup, mikroyapısal analizler Zeiss optik mikroskobu, Hitachi SU7000 SEM ve Oxford EBSD sistemi ile gerçekleştirilmiştir. EBSD kutup figürleri ve Ağırlıklı Burgers Vektörü (WBV) yöntemleri kullanılarak doku yoğunluğu ve dislokasyon davranışı değerlendirilmiştir. Mekanik testler ise ISO 6892-1 standartlarına uygun olarak Zwick 1600 kN cihazı ile yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, sementit lamel aralığının azaldığını, dislokasyon dağılımının daha homojen hale geldiğini ve kesit daralmasının arttığını göstermiştir. Bu bulgular, Nb ve V mikroalaşımlarının yüksek karbonlu çeliklerde mikroyapı iyileştirmesi ve mekanik performans artışı sağladığını doğrulamaktadır. Sonuç olarak, Nb–V mikroalaşımlı teller, yüksek dayanım ve süneklik gerektiren zorlu mühendislik uygulamaları için uygun bir malzeme seçeneğidir.

Anahtar Kelimeler

Tel Çubuk , mikro alaşımlı çelik , malzeme karakterizasyonu , tekstür yapısı değerlendirme , soğuk çekme

Kaynakça

• 1. Jaretta D.D., Niobium Micro-Alloyed High Carbon Steel Wires: Innovative Solution for Bridges and Infrastructure, 2015.
• 2. Tarui J., Takahashi H., Tashiro H., Maruyama N., Nishida S., Microstructure Control and Strengthening of High-carbon Steel Wire, Nippon Steel Technical Report, No. 91, 1-8, Ocak 2005.
• 3. Jansto S.G., Metallurgical Mechanism and Niobium Effects on Improved Mechanical Properties in High Carbon Steels, HSLA Steels 2015, Microalloying 2015 & Offshore Engineering Steels 2015, 75-82, 2015.
• 4. Gladman T., The Physical Metallurgy of Microalloyed Steels, Maney Publishing, London, 2002.
• 5. Bhadeshia H.K.D.H., Pearlite in Steels, Metallurgical and Materials Transactions A, 50A (3), 987-1002, 2019.
• 6. Pickering F.B., Microalloyed Steels: Process, Microstructure, and Properties, International Materials Reviews, 29 (1), 1-24, 1984.
• 7. Zhao G., Effects of Nb on Pearlite Structure in High Carbon Steel, Journal of Materials Processing Technology, 211 (2), 324-330, 2011.
• 8. Harris Z.D., Precipitation of Vanadium Carbides in High Carbon Steels, Metallurgical and Materials Transactions A, 49A (9), 4362-4371, 2018.
• 9. Ohba H., Tarui T., Sugimoto M., High-Performance Wire Rods Produced with DL Process, Nippon Steel Technical Report, No. 96, 45-52, Temmuz 2007.
• 10. Yongquing Z., Aimin G., Jansto S.G., Quanli W., Application Research of Nb Microalloying on Medium and High Carbon Long Products, HSLA Steels 2015, Microalloying 2015 & Offshore Engineering Steels 2015, 225-232, 2015.
• 11. Ghosh S., Lee Y., Solid Solution Strengthening in Steels, Materials Science and Engineering: A, 743, 350-359, 2019.
• 12. Li M., Ghosh S., Effects of Microalloying on Steel Phase Transformations, Metallurgical and Materials Transactions A, 48 (6), 2723-2733, 2017.
• 13. Sahu V.K., Gupta S., Gurao N.P., Effect of Initial Texture on the Evolution of Microstructure and Texture During Rolling of Commercially Pure Titanium at Room and Cryogenic Temperature, Journal of Materials Research and Technology, 9 (4), 8972-8984, 2020.
• 14. Rajan K., Representations of Texture in Orientation Space, Acta Materialia, 48 (5), 1071-1082, 2000.
• 15. Yang J.R., Chen Y.W., Rehrl J., Hebesberger T., Metallurgical Effects of Niobium in Dual Phase Steel, Journal of Materials Engineering and Performance, 29 (12), 7584-7593, 2020.
• 16. Sun L.Y., Liu X., Xu X., Lei S.W., Li H.G., Zhai Q.J., Review on Niobium Application in Microalloyed Steel, Metals, 12 (8), 1247-1265, 2022.
• 17. Stornelli G., Tselikova A., Schmidt R., Vargas B.R.R., Zucca G., Di Schino A., The Effect of Vanadium Micro-Alloying on the Microstructure of Welded Joints in High-Strength Structural Steels, Journal of Materials Research and Technology, 26, 1076-1088, 2023.
• 18. Sobotka E., Kreyca J., Kahlenberg R., Jacob A., Kozeschnik E., Povoden E., Analysis of Recrystallization Kinetics Concerning the Experimental, Computational, and Empirical Evaluation of Critical Temperatures for Static Recrystallization in Nb, Ti, and V Microalloyed Steels, Materials Science and Engineering: A, 879, 146316, 2023.