TOZ METALÜRJİSİ İLE ÜRETİLEN ALAŞIMSIZ ÇELİĞİN ÇEKME DAYANIMINA ÇİNKO STEARAT MİKTARININ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Yıl 2022, Cilt: 3 Sayı: 1, 12 - 16, 31.07.2022

Mehmet Akif Erden

Öz

Toz metalürjisi (TM) değişik boyut, şekil ve yoğunluktaki tozların tartımı, homojen karıştırılması, farklı presleme teknikleri ile preslenmesi, farklı sinter sıcaklıklarda ve ortamlarda sinterlenmesi ve gerekli görülmesi halinde delik delme, yüzey sertleştirme, vida açma gibi ikincil işlemleri içeren hassas küçük son şekle yakın parçaların üretiminin yapıldığı müstakil üretim yöntemidir. Genel olarak yeni bilinen bir işlem olmamasına rağmen ancak 20. yüzyılın başlarında endüstriyel bir işlem olarak kullanılmaya başlanmış ve günümüze kadar TM yöntemi değişik alanlarda genişleyerek kullanılmaktadır. Takım çelikleri, paslanmaz çelikler, süper alaşımlar ve farklı kombinasyonlara sahip kompozit malzemeler gibi malzemelerin üretimi TM yöntemiyle yapılabilmektedir. Çelikler ise mühendislik uygulamalarında kullanılan malzeme grupları içerisinde vazgeçilmez bir yere sahip olan demir karbon alaşımlarıdır.
Bu çalışmada, toz metalürjisi (TM) ile üretilen alaşımsız çeliğe çinko stearat ilavesinin çekme dayanımı özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Belirlenen kimyasal kompozisyona yüzde ağırlık olarak 0,25-0,5-1ve 2 çinko stearat ilave edilen ve 2 saat karıştırılan tozlar, ASTM (E 8M) toz metal malzeme standartlarına uygun çekme numunesi şeklindeki kalıpta 700 MPa presleme basıncında tek yönlü sıkıştırılarak blok haline getirilmiştir. Presleme işlemi gerçekleştirilen numuneler argon atmosferinde 1200°C’de 1 saat sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Sonuçlar çinko streat ilavesinin artması ile akma dayanımını (YS), çekme dayanımını (UTS) ve % uzamasını olumsuz yönde etkilediğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Toz metalürjisi, Toz metalürjisi çelikleri, çinko stearat ilavesi, Mekanik özellikler.

Destekleyen Kurum

Karabük Üniversitesi Rektörlüğü BAP Koordinatörlüğü

Proje Numarası

KBÜBAP-22-DS-061, KBUBAP-21-YL-085, KBUBAP-21-YL-118, KBUBAP-22-YL-074 ve FYL-2020-2397

Teşekkür

Bu çalışma, Karabük Üniversitesi Rektörlüğü Bilimsel Araştırma Projeleri KBÜBAP-22-DS-061, KBUBAP-21-YL-085, KBUBAP-21-YL-118, KBUBAP-22-YL-074 ve FYL-2020-2397 numarası altında gerçekleştirilmiştir. Bu nedenle bu çalışmayı destekleyen Karabük Üniversitesi Rektörlüğü BAP Koordinatörlüğü teşekkürlerimizi sunarız.

Kaynakça

• [1] H Cug, H Demirtas, MA Erden, Y Akgul, ME Turan, O Zengin, “Influence of nano-WC addition on wear performances of Cu–Ni matrix nanocomposites”, Acta Physica Polonica A, vol. 135, no. 5, pp. 892-894, 2019.
• [2] G. T. Sudha, B. Stalin, M. Ravichandran, M. Balasubramanian, “Mechanical properties, characterization and wear behavior of powder metallurgy”, composites-a review. Materials Today: Proceedings, vol. 22, pp. 2582-1596, 2020.
• [3] D. Taştemür, S.Gündüz , M. A. Erden, “Investigation of Thermomechanical Processing of Nb Microalloyed Steel Produced by Powder Metallurgy”, Gazi University Journal of Science, vol. 35, no. 2, pp. 606-616, 2022.
• [4] J. M. Torralba Improvement of mechanical and physical properties in powder metallurgy. 2014.
• [5] M. A. Erden, S. Barlak , B. Adalı, Ö. Çelikkıran, “Toz Metalurjisi İle Üretilen Nb-V Mikroalaşim Çeliğine Vanadyum İlavesinin Mikroyapi Mekaniksel Özellikleri Üzerine Etkisi”. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, vol. 6, no. 3, pp. 629-636, 2018.
• [6] A. J. Knowles, X. Jiang, M.Galano, F. “Audebert Microstructure and mechanical properties of 6061 Al alloy based composites with SiC nanoparticles”. Journal of Alloys and Compounds.;vol. 615, pp. 401-405, 2014.
• [7] A. S. Pathak, Impact Of Hot Isostatic Pressing On Aluminum Casting Alloy, 357. 2015.
• [8] M. Omori, “Sintering, consolidation, reaction and crystal growth by the spark plasma system (SPS)”. Materials Science and Engineering: A, vol. 287, no. 2, pp. 183-188, 2000.
• [9] E. A. Olevsky, S. Kandukuri, L.Froyen, “Consolidation enhancement in spark-plasma sintering: Impact of high heating rates”. Journal of Applied Physics.vol. 102, no. 11, pp. 114913, 2007.
• [10] H. Kwon , M.Estili , K.Takagi , T. Miyazaki, A. Kawasaki, “Combination of hot extrusion and spark plasma sintering for producing carbon nanotube reinforced aluminum matrix composites”. Carbon. 2009;47(3):570-7.
• [11] T. Şahin, Y. Özçatalbaş, “Çinko stearat ve ön sıkıştırma basıncının Alumix123 tozun sinterlenmesine etkisi”, Politeknik Dergisi, vol. 24, no. 2, pp. 703-710, 2021.
• [12] M. A. Erden, “Effect of pressing pressure on microstructure and mechanical properties of non-alloyed steels produced by powder metallurgy method”. Omer Halisdemir University Journal of Engineering Sciences, vol. 6, no. 1, pp. 257-264, 2017.
• [13] M. A. Erden, M. T. Taşçı. “The Effect of Ni on the Microstructure and Mechanical Properties of Nb-V Microalloyed Steels Produced by Powder Metallurgy”. Politeknik Dergisi, pp.611-616, 2016.
• [14] B. Güney,Y. Dilay , “Determination of abrasion resistance of Fe28Cr5C1Mn coating applied to 30MnB5 boron alloy cultivator blades via electric arc spray”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science , 2022.
• [15] B. Güney, “Microstructure analysis of welding fume of low and medium carbon steels”, Revista de Metalurgia , 2021.
• [16] B. Kurt, L. Özdoğan, B. Güney, Ö. S. Bölükbaşı, A. Günen, “Characterization and wear behavior of TiBC coatings formed by thermo-reactive diffusion technique on AISI D6 steel”, Surface and Coatings Technology , 2020.
• [17] D. Özdemirler, , S.Gündüz, Erden, M. A. (2017). Influence of NbC addition on the sintering behaviour of medium carbon PM steels. Metals, 7(4), 121.
• [18] A. M. Guma, S. Gündüz, M. A. Erden, D. Taştemur, “Dynamic Strain Aging Behaviour in AISI 316L Austenitic Stainless Steel under As-Received and As-Welded Conditions”. Metals, vol. 7, no. 9, pp. 362, 2017.
• [19] A. N. Tanrıverdi, Y. Akgül, M. A. Erden (2022). “A novel approach on productıon of carbon steels usıng graphene vıa powder metallurgy”, Canadian Metallurgical Quarterly, vol. 61, no. 1, pp 85-93, 2022.
• [20] M. A. Erden, M. E. Korkmaz, N. Yaşar, B. Ayvacı, R. K N. Sworna, M. Mia, (2021). Investigation of Microstructure, Mechanical and Machinability Properties of Mo Added Steel Produced by Powder Metallurgy Method, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 114, 2811–2827.
• [21] H. Karabulut , M.A. Erden, , K. Karacif, S. Gündüz, “Investigation of the effects of SiC reinforcement ratio in iron-based composite materials on corrosion properties”. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, vol. 122, no. 6, pp. 317-322, 2022.
• [22] Mehmet Akif Erden, Fatih Aydın, “Wear and mechanical properties of carburized AISI 8620 steel produced by powder metallurgy”. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, vol. 28, no. 3, pp. 430-439, 2021.
• [23], M.A.M. Ahssı, M.A. Erden, M. Acarer, H. Çuğ, “The Effect of Nickel on the Microstructure, Mechanical Properties and Corrosion Properties of Niobium–Vanadium Microalloyed Powder Metallurgy Steels”. Materials, vol. 13, pp. 4021, 2020.
• [24] S. Gündüz, M. A. Erden, H. Karabulut, and M. Türkmen, “Effect of the addition of niobium and aluminium on the microstructures and mechanical properties of micro-alloyed PM steels,” Materiali in tehnologije, vol. 50, no. 5, pp. 641–648, Oct. 2016, doi: 10.17222/mit.2015.248.
• [25] M. Türkmen, H. Karabulut, M. A. Erden, S. Gündüz “Effect of TiN addıtıon on the mıcrostructure and mechanıcal propertıes of pm steels”. e-Journal of New World Sciences Academy, vol. 12, no. 4, pp. 178-184, 2017.
• [26] S. Gündüz, H. Karabulut, M. A. Erden, M. Türkmen. “Microstructural Effects on Fatigue Behaviour of a Forged Medium Carbon Microalloyed Steel”. Materials Testing, vol. 55, no. 11-12, pp. 865-870, 2013.
• [27], M. Türkmen, M. A. Erden, H. Karabulut, S. Gündüz. “The Effects of Heat Treatment on the Microstructure and Mechanical Properties of Nb V Microalloyed Powder Metallurgy Steels”, Acta Physıca Polonıca A, vol. 135, no. 4, pp. 834–36, 2019.
• [28] M. A. Erden, B. Ayvacı. “The Effect on Mechanical Properties of Pressing Technique in PM Steels”. Acta Physıca Polonıca A, vol. 135, no. 5, pp. 1078–1080, 2019.
• [29] H. Şimşir, Y. Akgül, M. A. Erden. “Hydrothermal Carbon Effect on Iron Matrix Composites Produced by Powder Metallurgy.” Materials Chemistry and Physics, vol. 242, pp. 122557, February 2020.
• [30] M. A. Erden, S. Gündüz, H. Karabulut, M. Türkmen. “Wear behaviour of sintered steels obtained using powder metallurgy method”. Mechanics, vol. 23, no. 4, pp. 574-580, 2017.
• [31] M. A. Erden, A. M. Erer, Ç. Odabaşı, S. Gündüz. “The Investıgatıon Of The Effect Of Cu Addıtıon On The Nb-V Mıcroalloyed Steel Produced By Powder Metallurgy”. Science of Sintering, vol. 54, no. 2, pp. 153-167, 2022.
• [32] M. A. Erden, M. Furkan Taslıyan, Yasin Akgul. “Effect of TiC, TiN, and TiCN on Microstructural, Mechanical and Tribological Properties of PM Steels”, Science of Sintering, vol. 53, no. 4, pp. 497-508, 2021.
• [33] H. Demirtaş, M.A. Erden “Cr ve Ni İlavesinin Sade Karbonlu Çeliğin Mekanik Özelliklerine Etkisi”, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, vol. 7, no.3, pp. 1217-1223, 2019.