Araştırma Makalesi

Östemperleme Sıcaklığının Karbür İçermeyen Beynitik Çelik Dökümün Aşınma Davranışı Üzerine Etkisi

Cilt: 13 Sayı: 4 22 Aralık 2025
PDF İndir
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

Destekleyen Kurum

Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Proje Numarası

FYL-2022-8060

Etik Beyan

Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan ederler. Yazarlar bu makalenin tüm içeriğinin sorumluluğunu üstlenmiş ve makalenin yayınlanmasını onaylamışlardır. Yazarlar bu makalede herhangi bir yapay zeka yazma aracı kullanılmadığını beyan ederler.

Teşekkür

Bu araştırmayı FYL-2022-8060 kodlu projeyle destekleyen Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimine teşekkür ederiz.

Kaynakça

  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.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Döküm Teknolojileri

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

22 Aralık 2025

Yayımlanma Tarihi

22 Aralık 2025

Gönderilme Tarihi

19 Kasım 2025

Kabul Tarihi

2 Aralık 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 13 Sayı: 4

Kaynak Göster

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

                                     16168      16167     16166     21432        logo.png   


    e-ISSN:2147-9526