Özel çelikler

YÜKSEK MANGANLI OSTENİTİK ÇELİKLER Kullanıldığı yerler; Yüksek darbe ve aşınmanın olduğu uygulamalar.

Uygulama örnekleri Çeneli kırıcılar

İç yapısı GX120 Mn12 ve GX120 Mn16 analizine uygun malzemelerden dökülen parçanın iç yapısı, parçanın soğuma hızıyla yakından ilgilidir. Ancak, bu malzemelerde her zaman karşılaşılacak olan yapı, γ + M3C dir . Bu fazlardan γ ( ostenit), ana yapıyı oluşturduğundan, sözü edilen malzemelere ostenitik Mn lı çelik denir. Döküm yapısında bulunan diğer faz, M3C, (Fe,Mn)3C şeklinde ifade edilir.

Tane içinde çökelen M3C karbürü Tane sınırında çökelen M3C karbürü Döküm yapısı γ Tane içinde çökelen M3C karbürü Tane sınırında çökelen M3C karbürü

gösterilen resim, yavaş soğuyan bir parçadan çekilmiş iç yapı resmidir gösterilen resim, yavaş soğuyan bir parçadan çekilmiş iç yapı resmidir. Soğuma daha hızlı olsaydı, tane içinde karbür oluşmayabilirdi. Tane sınırında oluşan karbür ise, daha ince olabilirdi. Bu haliyle malzeme, hafif manyetik özellik gösterir. Darbe direnci düşüktür.

Ostenitik Mn lı çeliğin ısıl işlemi Tane sınırı ve içinde oluşan karbürlerin giderilmemesi durumunda malzemenin darbe direnci düşer ve çalışma sırasında parça çok kısa zamanda kırılır. Isıl işlem yapılmasının sebebi; Tanenin içindeki ve özellikle, tane sınırında bulunan karbürleri ostenit yapısı içerisinde eritmektir.

Isıl işlemin yapılışı Bu ısıl işlemin adı; homojenleştirme ısıl işlemidir. 1100 C0 900 600 zaman Hızlı soğutma

Isıtma hızı -bekleme süresi-soğutma 600 C0 kadar, 80 C0/ saat 600-900 arası, 100 C0/ saat 900-1100 arası 150 C0/ saat Her sıcaklıkta 25,4 mm kalınlık için 1 saat beklenmelidir. Soğutma su içerisinde yeterince hızlı yapılmalıdır.

Isıl işleme bağlı çatlama çatlak

çatlak

Çatlakların hikayesi Analizi %Mn: 12, %C. 1.3 Parça kalınlığı 140 mm Dökümden sonra tav fırınında, saatte 300 C0 ısıtma hızıyla tavlanmış. Tavlama işlemi, iki parça üst üste konularak yapılmış. Hızlı soğutma dan sonra çatlaklar görülmüş. Çatlamanın sebebi; ısı şoku, tavlama hızı başlangıçta 80 C0/saat olmalıydı. 600 C0 en az iki saat bekletilmeli ve 100 – 150 C0 hızla 900 C0 sıcaklığa ulaştıktan sonra iki saat bekletilmeli ve 1100 C0 çıktıktan sonra yeteri kadar bekletilip hızlı soğutulmalıydı. Ayrıca, parçalar üst üste konulmadan fırına yüklenmeliydi ( parça ağırlıkları 1200 kg)

Homojenleştirme ısıl işleminin iç yapıya etkisi

Resmin yorumu Isıl işlem yapıldığından dolayı karbürler ostenit fazı içerisinde çözülmüştür. Hızlı soğutulduğu için karbürlerin yeniden çökelmeleri önlenmiştir. İç yapıyı incelemek için yapılan taşlama, zımparalama ve parlatma işlemleri sebebiyle kayma bantları ve ikizlenmeler oluşmuştur.

Isıl işlemin mekanik özelliklere etkisi Sertlik 200-250 HB den, 180-200 HB düşer. Çünkü, karbürler çözülür. Bu sertlik aralıkları değişebilir. Eğme deneyi açısı 450 – 600 den 120 -1500 artar.

Dövmenin etkisi İç yapıya etkisi; Malzemenin dövülme süreci içerisinde, ikizlenme ile şekillenme gerçekleşir. Sertlik artmaya başlar. Dövmeye devam edildiğinde, ikiz bantları arasında HSP yapıda ε martenzit oluşur ( bu dönüşümün olduğunu kabul etmeyen araştırmacılar vardır).

M3C ε martenzit

Sertlik ve aşınma davranışına etkisi Darbe sayısı yüzey sertliği ilişkisi

Sertlik yüzey altından mesafe ilişkisi

Aşınma yüküne bağlı olarak, darbe sayısı-aşınma miktarı ilişkisi

Döküm hataları Sürekli tabaka şeklinde oluşan kalıntının sebep olduğu hatalar Isıl işlemden önce, Isıl işlem sırasında, Soğutma sırasında, Çalışma sırasında kırılma