TIG Kaynak Yöntemiyle Birleştirilen AISI 304 Malzemelere Uygulanan Yaşlandırma İşleminin Mekanik Özelliklere Etkisinin İncelenmesi

Öz

Çalışmada AISI 304 paslanmaz çelik malzemenin TIG kaynağı ile kaynak işlemi gerçekleştirilerek test numuneleri elde edilmiştir. Çalışma kapsamında AISI 304 paslanmaz çelik sac malzemeye uygulanan TIG kaynağı sonrasında 1 saat süre ile 900°C’de çözündürme yapılmıştır. Çözündürme sonrasında 320°C sıcaklıkta ve sırasıyla 3-6-9-12-15-18-21-24 ve 27 saat sürelerde uygulanan yaşlandırmaısıl işlemlerinin malzeme üzerinde meydana getirdiği sertlik ve çekme mukavemeti değerlerindeki değişimler incelenmiştir. Farklı sürelerde yapılan yaşlandırma sonrasında optimum yaşlandırma süresi 21 saat olarak tespit edilmiştir. Bu süre, mukavemet değişimleri ve kaynaklı imalat ile birleştirilmiş numunede dayanımın sürekliliği hakkında bilgi vermiştir. Çalışmada mikro yapı incelemelerinde FESEM ve EDS analizleri gerçekleştirilmiş olup mekanik testler için çekme ve sertlik deneyleri gerçekleştirilmiştir. Mikro yapı değişiminin, malzemenin mukavemet ve birim uzama oranlarında olumlu sonuçları gözlenmiştir. Çalışma ile çözündürme ve yaşlandırma sonrasında kaynak bölgesinin çekme mukavemeti ve sertlik değerlerinde (ana malzeme, kaynak bölgesi ve ITAB’ın ortalaması) olumlu sonuçlarelde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• AISI 304
• yaşlandırma
• kaynaklı imalat
• mekanik özellikler

The Effect of AgingTreatments After TIG Welding on AISI 304 Stainless Steel Material on Hardness and Strength Values

Öz

In the study, test samples were obtained by welding the AISI 304 stainless steel material with TIG welding. Within the scope of the study, after TIG welding applied to AISI 304 stainless steel sheet material, dissolution was made at 900 °C for 1 hour. After dissolution, changes in the hardness and tensile strength values of the aging heat treatments applied at 320 °C and 3-6-9-12-15-18-21-24 and 27 hours were investigated. After aging at different times, the optimum aging time was determined to be 21 hours. This period gave in formation about the changes in strength and the continuity of the strength in the sample combined with welded manufacturing. In the study, FESEM and EDS analyzes were carried out in microstructures, tensile and hardness tests were performed for mechanical tests. Positive results of microstructure change in strength and unit elongation rates of the material were observed. Positive results were obtained in the tensile strength and hardness values of the welding zone (average of the main material, welding zone and ITAB) after dissolution and aging with the study.

Anahtar Kelimeler

• AISI 304
• welded manufacturing
• aging
• mechanical properties

Kaynakça

1. [1] Odabaş C., “Paslanmaz Çelikler”, Kaynak Tekniği Sanayi ve Ticaret A.Ş., İstanbul, (2004).
2. [2] Kahraman N.,Gülenç B. ve Akça H., "Ark kaynak yöntemi ile birleştirilen östenitik paslanmaz çelik ile düşük karbonlu çeliğin mekanik özelliklerinin incelenmesi", Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 17; 2, (2002).
3. [3] “Modern Metal Cutting-A Practical Handbook”, Sandvik Coromant Co. Inc.,Sweden, (1997).
4. [4] Tekaslan Ö., Gerger N., ve Şeker U., "AISI 304 Östenitik Paslanmaz Çeliklerde Kesme Parametrelerine Bağlı Olarak Yüzey Pürüzlülüklerinin Araştırılması", Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi,10.2: 3-12, (2008).
5. [5] ASTM A240/A240M-19.2, “Standard Specification for Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip for Pressure Vessels and for General Applications”, (2019).
6. [6] Özçelik Ö., “Alümina Partikül Takviyeli Alüminyum Matrisli Kompozitlerin Üretim Ve Karakterizasyonu”, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2007).
7. [7] Yüksel M., Meran C., “Malzeme Bilgisi”, MMO Yayın evi, Yayın No: MMO/545/3, Ankara, 569 s., (2018).
8. [8] Aran A. ve Temel M.A., “Paslanmaz Çelik Yassı Mamuller”, Sarıtaş Çelik Sanayi ve Ticaret A.Ş., İstanbul, 165 s., (2003).

9. [9] Ada, H., Aksöz, S., Fındık, T., Çetinkaya, C., Gülsün, M., “Tozaltı Kaynak Yöntemiyle Birleştirilen Petrol ve Doğalgaz Borularının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi”, Politeknik Dergisi, 19(3): 275-282, (2016).
10. [10] Ada H., Aksöz S., Fındık T., Çetinkaya C., Bostan B., Candan İ., “API 5L X65 Çeliklerinin MAG Kaynak Yöntemi ile Birleştirilmesinde, Kaynak İşleminin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklere Etkisinin İncelenmesi”, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(ÖS1): ÖS1-ÖS9, (2016).
11. [11] Osmanoğlu, T. “AISI 304 ve 430 Kalite Paslanmaz Çeliklerin Mikroyapılarına, Mekanik Özelliklerine Ve Korozyon Davranışlarına Soğuk Deformasyonun Etkileri”, Diss. Fen Bilimleri Enstitüsü, (2012).
12. [12] Baylan, O. “Elektrik Ark Kaynak Yöntemiyle Birleştirilen ÖstenitikMartenzitik Farklı Paslanmaz Çeliklerin Kaynaklı Bağlantılarında, Mikroyapı ile Özellikler Arasında İlişkinin Araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Z.K.Ü. Karabük Teknik Eğitim Fakültesi, (2004).
13. [13] Kina A.Y., Souza V.M., Tavares S.S.M., Pardal J.M., & Souza J.A., “Micro structure and inter granular corrosion resistance evaluation of AISI 304 steel for high temperature service”, Materials Characterization, 59(5): 651-655, (2008).
14. [14] Kumar S., Shahi A.S., “Studies on metallurgical and impact toughness behavior of variably sensitized weld metal and heat affected zone of AISI 304L welds”, Materials& Design, 89: 399-412, (2016).
15. [15] Lee H.T., Jeng S.L., “Characteristics of dissimilar welding of alloy 690 to 304L stainless steel”, Science and Technology of welding and joining, 6(4): 225-234, (2001).
16. [16] Aval H. J., Farzadi A., Serajzadeh S., Kokabi A. H., “Theoretical and experimental study of micro structures and weld pool geometry during GTAW of 304 stainless steel”, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 42 (11-12): 1043-1051, (2009).
17. [17] Yan J., Gao, M., Zeng X., “Study on micro structure and mechanical properties of 304 stainless steel joints by TIG, laser and laser TIG hybrid welding”, Optics and Lasers in Engineering, 48(4): 512-517, (2010).
18. [18] Lu S., Fujii H., Nogi K. “Arc ignitability, bead protection and weld shape variations for He–Ar–O2 shielded GTA welding on SUS304 stainless steel”, Journal of materials processingt echnology, 209(3): 1231-1239, (2009).
19. [19] ASTM A370V, “Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products”, (2019).
20. [20] BS EN ISO 6892-1, “Metallic Materials Tensile Testing Method of test at room temperature”, (2016)
21. [21] Yüksel M., Meran C., “Malzeme Bilgisi”, MMO Yayınevi, Yayın No: MMO/545/3, Ankara, 569s: 235-236, (2018).
22. [22] Subodh K., Shahi A.S., “Effect of heat in put on the microstructure and mechanical properties of gas tungsten arc welded AISI 304 stainless steel joints”, Materials and Design, 32; 3617–3623, (2011).
23. [23] Yan Jun, Gao Ming, Zeng Xiaoyan, “Study on micro structure and mechanical properties of 304 stainless steel joints by TIG, laser and laser-TIG hybrid welding”, Optics and Lasers in Engineering, 48:512–7, (2010).
24. [24] Aran A., Temel M.A., “Paslanmaz Çelik Yassı Mamüller, Üretimi, Kullanımı Standartları”, Sarıtaş Teknik Yayın, Yayın No: 1, 113s: 22-26, (2004).
25. [25] Qi M., Kang Y., Xu Y., Wulabieke Z., Li J., “A novel rheological high pressure die-casting process for preparing large thin-walled Al–Si–Fe–Mg–Sr alloy with high heat conductivity, high plasticity and medium strength”, Materials Science & Engineering; A 776, 139040, (2020).
26. [26] Tsuboi, M., Shibata, A., Terada, D., Tsuji, N., "Crystallographic characterization of Cleavage plane in low-carbon martensitic steel", Materials Today: Proceedings 2:S655-S658, (2015).
27. [27] Weng, K.L., ChenH .R., and Yang J.R., "The low-temperature aging embrittlement in a 2205 duplex stainless steel", Materials Science and Engineering, A 379.1-2: 119-132, (2004).
28. [28] Arivazhagan N., Singh S., Prakash S., Reddy G.M., “Investigation on AISI 304 austenitic stainless steel to AISI 4140 low alloy steel dissimilar joints by gas tungsten arc, electron beam andf riction welding”, Materials and Design,32,3036–3050, (2011).
29. [29] Das A., Tarafder S., “Experimental investigation on martensitic transformation and fracture morphologies of austenitic stainless steel”, International Journal of Plasticity, 25; 2222–2247,(2009).
30. [30] Lu J.Z., Zhong J.S., Luo K.Y., Zhang L., Qi H., Luo M., Xu X.J., Zhou J.Z., “Strain rate correspondence of fracture surface features and tensile properties in AISI 304 stainless steel under different LSP impact time”, Surface&Coatings Technology, 221 88–93, (2013).
31. [31] Das A., Sivaprasad S., Chakraborti P. C., Tarafder S., “Correspondence of fracture surface features with mechanical properties in 304LN stainless steel”, Materials Science and Engineering, A,496: 1–2, 25, Pages 98-105, (2008).
32. [32] Yüksel M., Meran C., “Malzeme Bilgisi”, MMO Yayınevi, Yayın No: MMO/545/3, Ankara, 569: 279-289, (2018).