Östenitik paslanmaz çeliklerin termo-mekanik proses parametrelerinin elektromanyetik yöntemlerle belirlenmesi

TÜBİTAK Projesi, 2021 - 2021

Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
Başlama Tarihi: Şubat 2021
Bitiş Tarihi: Haziran 2021

Proje Özeti

Bu projenin amacı, ülkemizde ve dünyada en çok kullanılan AISI 304 Kalite paslanmaz çeliğin ısıl işlem parametrelerini malzeme özelinde inceleyerek optimize etmektir. Termo-mekanik işlemler, her çelikte olduğu gibi paslanmaz çeliğin mekanik ve korozyon özelliklerine etkisi büyüktür. Paslanmaz çelik levhalar genellikle sürekli ısıl işlem hatlarında deformasyon sonrasında çözelti tavlamasına tabii tutulmaktadır. Oysaki farklı kalitelerdeki paslanmaz ve diğer çeliklerin element içeriği nispeten geniş aralıklarda tutulmakta ve proseslerin optimizasyonunu zorlaştırmaktadır. Bu nedenle proses parametreleri belirlenirken her malzemeye elementel analiz yapmaktan ziyade girdi kalite kontrolü sonucunda standartlar içinde bir malzeme olup olmadığı kontrol edilmektedir. Bu nedenle malzeme özelinde yapılmayan ısıl işlemler malzemelerin mekanik özelliklerinde hata payını yükseltmekte, korozyon direncini düşürmekte ve özellikle gereksiz ısıl işlem yaparak üretim maliyetini arttırmaktadır. Bulunacak olan bu katsayılar literatüre de bir katkı sağlayacaktır.

Proje sonucunda deformasyon ve elementel analizlere bağlı olarak elektrik iletkenliği Dört Nokta Probu ile incelenecek, ısıl işlem parametreleri ile bir korelasyon elde edilerek bir elektrik iletkenliği-tav parametreleri sayısal modeli elde edilecektir. Elde edilen sayısal model AISI 304 kalite paslanmaz çeliğin farklı deformasyon oranlarında malzemenin kendi özelliklerine bağlı olarak istenilen tav sıcaklığında ve süresinde malzemenin mekanik özelliklerini çıktı alacak şekilde bir algoritma oluşturulacaktır.

AISI 304 kalite paslanmaz çeliği bir TRIP çeliğidir. TRIP çeliği, plastik deformasyon ile birlikte faz değişimi gösteren çelik demektir. TRIP çeliklerinin mekanik özellikleri ve sünekliliğİ mikroyapıdaki fazların değişimi ile birlikte değişmektedir. Diğer çeliklere göre belirli bir mukavemet seviyesinde daha iyi süneklik gösterirler. Bunun sebebi plastik deformasyon sırasında, tutulan östenitin -martenzite dönüşümünden kaynaklanmaktadır. İşletmelerde bu dönüşüm istenmeyen bir dönüşümdür ve giderebilmek için -martenzit fazını ortadan kaldırmak amaçlanmaktadır. İşletmeler sertlik ölçütünü müşterileri ile aralarında bir ilişki olarak kullanmaktadırlar. Plastik deformasyon sonrası sertlik ve akma mukavemeti artarken, plastik şekil alma kabiliyeti, kaynak kabiliyeti düşmektedir. Aynı zamanda soğuk deformasyon sonrası elde edilen malzemede elektrik iletkenliğin direncinde bir artış beklenmektedir.

Bu çalışmada manyetizma ve elektrik iletkenliği aynı bağımlı değişkenlere bağlı olduğu için bu parametreler arasında bir korelasyon bulup sayısal model çıkarmak amaçlanmaktadır. Paslanmaz çeliğin manyetizma ve elektrik iletkenliği ile ilgili çalışmalar vardır. Literatürde paslanmaz çeliğin manyetizma ve elektrik iletkenliğinin aynı bağımlı değişkenlere bağlı olduğu ortaya konmuştur fakat bunlar arasında bir sayısal modelleme ve algoritma mevcut değildir. Söz konusu algoritmalar yalnızca paslanmaz çelik için değil elektrik iletkenliği olan her malzeme için geçerli olacaktır. Paslanmaz çelik katma değeri çok yüksek bir malzeme olup için teknolojik düzeyi yüksek pahalı bir malzemedir. Projenin yenilik unsuru olarak yazılacak olan bu algoritma sadece paslanmaz çelikle alakalı olmayıp elektriksel olarak iletken malzemelerin ısıl işlem prosesi için uyarlanabilir ön açıcı bir projedir.