AISI 304L ÖSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN LAZER KAYNAĞIYLA BİRLEŞTİRİLMESİNDE NİTRASYON İŞLEMİNİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Yıl 2023, Cilt: 11 Sayı: 4, 1171 - 1182, 28.12.2023

Mehmet Çoban , Hakan Ada , Cemil Çetinkaya

https://doi.org/10.29109/gujsc.1388280

Öz

Geniş kullanım olanağı bulunan ve birçok fayda sağlayan nitrasyon işleminin östenitik paslanmaz çeliklerin kaynak işlemiyle birlikte ele alındığı, “AISI 304L Paslanmaz Çelik Malzemelerin Lazer Kaynağıyla Birleştirilmesinde Nitrasyon İşleminin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklere Etkisinin Araştırılması” başlıklı bu çalışmada; otomotiv, uzay, havacılık, sağlık, gıda ve savunma gibi birçok alanda kullanılan östenitik paslanmaz çeliklerin lazer kaynağıyla birleştirilmesi ve nitrasyon işleminin lazer kaynağına etkileri araştırılmıştır. Lazer kaynak yöntemiyle, 3 farklı güç parametresinde birleştirilen AISI 304L östenitik paslanmaz çelik numunelere yapılan mekanik testlerde optimum sonuçların 1500 Watt güç ile birleştirilmiş numunede olduğu görülerek, aynı parametrede benzer numunelere kaynak işlemiyle birlikte, kaynak öncesi ve sonrası olmak üzere nitrasyon işlemleri uygulanmıştır. Test ve incelemeler sonucunda tüm numunelerde kaynak nüfuziyetinin istenildiği şekilde oluştuğu, kaynaklı birleştirmenin penetrasyonunun uygun olduğu, ana malzeme mikroyapılarının eş taneli östenitik paslanmaz çelik mikroyapısına benzediği, kaynak metalinde kaynak merkezine doğru yönlenen dendritik ve sütünsal yapıların oluştuğu, ITAB’ın ise lazer kaynağının karakteristik özelliği olarak dar bir bölgede oluştuğu tespit edilmiştir. Optimum parametrede kaynak ve nitrasyon işlemleri gerçekleştirilen numunelerin mukavemet ve uzama değerleri 2 numaralı deneye yakın değerler gösterse de en yüksek çekme testi sonuçları 2 numaralı deneyde tespit edilmiş, tüm kopmalar ITAB bölgesinde meydana gelmiştir. Eğme testleri sonucunda; kaynaklı birleştirmelerin numunelerin sünekliğine tesir edecek herhangi bir olumsuzluk içermediği, ana malzemeye benzer süneklik sergilediği anlaşılmıştır. Mikrosertlik incelemelerinde; en yüksek mikrosertlik sonuçları ITAB’da olmak üzere; nitrasyon işlemi yapılarak birleştirilen 4 ve 5 numaralı deneylerin mikrosertlik değerlerinin, nitrasyon işlemine tabi tutulmadan birleştirilen 1, 2 ve 3 numaralı deneylerden daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Lazer Kaynağı, Nitrasyon, Paslanmaz Çelik, AISI 304L, Östenitik

Kaynakça

• [1] Aran, A. & Temel. (2004) M.A. Paslanmaz Çelik Yassı Mamuller, Acar Matbaacılık, İstanbul, s. 10-29.
• [2] Ekinci, C. (2011). Düşük Karbonlu Mikro Alaşımlı Çeliklerin Sertlik Ve Mikroyapıları Üzerine Soğuma
• [3] Akhtar, S. S. Arif, A. F. M. & Yilbas, B. S., (2010). Evaluation of gas nitriding process with in-process variation of nitriding potential for AISI H13 tool steel, Int J Adv Manuf Technol, 47, 687–698.
• [4] Blackburn. (J. 2012). “Laser welding of metals for aerospace and other applications”, Welding and Joining of Aerospace Materials, 75-108, Philadelphia, USA.
• [5] Baruah, M. & Bag, S. (2017). Influence of pulsation in thermo-mechanical analysis on laser micro-welding of Ti6Al4V alloy. Optics & Laser Technology, 90(8), 40-51.
• [6] Yılmaz, R. (2017). “Östenitik paslanmaz çeliklerin lazer kaynağı ile birleştirilmesi ve mekanik özellikleri”, El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi, 4(3):598-605.
• [7] Çalıgülü, U., Dikbaş, H. & Taşkın, M. (2010). The effects of high weldings speed on microstructure and mechanical propertıes of dissimilar components (AISI 430 – AISI 304) welded by CO2 laser beam welding. New World Sciences Academy Technological Applied Sciences, 5(2), 160- 177. 79.
• [8] Çelen, S. (2006). Paslanmaz Çeliklerin Lazer Kaynağında Kaynak Parametrelerinin Bağlantının Dayanım ve Korozyon Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi. (Yüksek lisans tezi). Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• [9] Kahraman, F., Kasman, Ş., Kahraman, A. D. & Tunuslu, O. (2017). Östenitik Paslanmaz Çelikler İle Takım Çeliklerinin Birbirleri ile Kaynağında Oluşan Kaynak Bölgesinin İncelenmesi. El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, 4(1), 64–71.
• [10] Bilen, F. A. (2006). “Hardox 400-AISI 304 çelik çiftlerinin plazma transferli ark kaynak yöntemi ile birleştirilebilirliğinin araştırılması”, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Ensitüsü, Karabük.
• [11] Tokdemir, M., Ünlü, B.S., Yılmaz, S.S. & Meriç, C. (2010). Lazer kaynağı ve uygulamaları. Makinatek, 152: 122-128 s.
• [12] Özcan, M. (2003). Değişik malzemelerin işlenmesinde kullanılan Nd:YAG lazerleri için etkin bir güç kaynağının tasarımı ve uygulaması. Doktora tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, Konya.
• [13] Uzun, R. O. (2010). Lazerle kaynak işleminde kaynak parametrelerinin kaynak kalitesi üzerindeki etkilerinin incelenmesi. Yüksek lisans tezi, GÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Ankara.
• [14] Yavuz, H. & Çam, G. (2005).Lazer-ark hibrit kaynak yöntemi. Mühendis ve Makina, 46 (543): 14-19 s.
• [15] Kaya Y. & Kahraman N. (2011). Titanyum sacların nokta direnç kaynağı ile birleştirilmesinde kaynak parametrelerinin çekirdek oluşumuna etkisi. Politeknik Dergisi, 14(4), 263-270.
• [16] Uzun, R.O, Keleş Ö, (2012). Lazerle Kaynak İşleminde Kaynak Parametrelerinin Kaynak Kalitesi Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 27, No 3, 509-517.
• [17] Deveçeker, Y. & Çevik, E. (2022). 23MnB4 Kalite Çeliklerde Vakum da Gaz Giderme İşleminin Nihai Ürün Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi . Çelik Araştırma ve Geliştirme Dergisi , 3 (1) , 6-11 .Retrievedfromhttps://dergipark.org.tr/en/pub/jesred/issue/72095/1124553
• [18] Kılınçer S, Kahraman N, AISI 409 ve Ç1010 Çeliğin Östenitik Elektrot Kullanarak MIG Kaynak Yöntemi ile Birleştirilmesi ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der, Cilt 24, No 1, 23-31, 2009.
• [19] Köse C. & Kaçar, R. (2015). AISI 420 martenzitik paslanmaz çeliğin CO2 lazer ışını kaynak yöntemiyle kaynak kabiliyetinin araştırılması. New World Sciences Academy Technological Applied Sciences, 7223(6), 13-27.
• [20] Püskülcü, G. & Koçlular, F. (2009). Lazer kaynak yöntemi ve uygulamaları. Mühendis ve Makina, 50 (599): 8-17 s.