Demir Esaslı Astaloy Mo ve Distaloy Dh Alaşımlarında Sinterleme ile Sertleştirme

Abstract

Bu çalışmada, su atomizasyon yöntemi ile üretilen ön alaşımlanmış Distaloy DH-0,6C, Astaloy Mo-0,6C-2Cu, Astaloy Mo-0,7C-2Cu ve Astaloy 0,85Mo-0,8C-2Cu alaşımlarında sinterleme ile sertleştirme işleminin mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Numuneler, 600 MPa basınç altında preslendikten sonra 1120°C? de 20 dakika süre ile endüstriyel olarak kullanılan endogaz ortamında sinterlenmiş ve sinterleme sonrası 0,5°C/s, 1,5°C/s ve 3°C/s soğutma hızlarında soğutulmuştur. Yapılan çalışmalar sonucunda sinterleme sonrası yapılan sinterleme ile sertleştirme işleminde soğutma hızı arttıkça beynit ve martensit oluşumuna bağlı olarak sertlik değerlerinde artış, gözeneklere ve gözeneklerdeki düzensizliğe bağlı olarak çapraz kırılma dayanımı ve çekme dayanımı değerlerinde ise çentik etkisine bağlı düşüş olduğu belirlenmiştir. Sinterleme ile sertleştirme çalışmalarına ek olarak ikincil ısıl işlemin mekanik özelliklere etkisi de incelenmiştir. Toz alaşımları 600 MPa basınç altında preslendikten sonra, %90N2-%10H2 gaz ortamında 1120°C?de 45 dakika süre ile sinterlenmiştir. Sinterlenmiş numuneler, 1070°C?de 20 dakika süre ile azot ortamında tavlanmış, ve tavlama işleminden sonra yapılan havada soğutma, su verme ve menevişleme işlemlerinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Isıl işlem uygulanan numunelerde soğutma hızı artışı ile elde edilen yüksek sertlik değerleri nedeniyle bütün Astaloy Mo numunelerinde çentik etkisine bağlı olarak dayanımda önemli azalma gözlenmiştir. Ön alaşımlanmış Distaloy DH numunesi ise düzenli ve küçük gözenek dağılımı sayesinde en iyi mekanik özelliklere sahip numune olmuştur.

In this study, the effect of sinter-hardening operation on the mechanical properties of water atomized and prealloyed Distaloy DH (Fe-2.0Cu-1.5Mo) with 0.6%C addition, prealloyed Astaloy Mo (Fe-1.5Mo) with 2%Cu and 0.6%C additions, Astaloy Mo (Fe-1.5Mo) with 2%Cu and 0.7%C additions, and prealloyed Astaloy 85 Mo (Fe-0.85Mo) with 2%Cu and 0.8%C additions was examined. The samples were pressed under 600 MPa and were sintered at 1120°C for 20 minutes in an industrial belt sintering furnaces under endogas atmosphere. After the sintering process, 0.5°C/s, 1.5°C/s, 3°C/s cooling rates were applied to the samples. The study showed that sinter-hardening led to an increase in the hardness due to the transformation of martensite and bainite but a decrease in the transverse rupture strength and tensile strength values due to the irregular pores in the microstructure. In addition to the sinter hardening studies, the effect of the secondary heat treatment on the mechanical properties was also examined. The samples were sintered at 1120°C for 45 minutes under 90%N2-10%H2 atmosphere after pressing under 600 MPa. The sintered samples were annealed at 1070°C for 20 minutes under nitrogen atmosphere. After annealing, the effect of normalizing, quenching and tempering on the microstructure and mechanical properties were studied. An increase in the hardness values of the heat treated samples was observed due to the increase of cooling rate. The increased hardness has led to an important decrease on the transversal rupture values in Astaloy Mo specimens due to the notch effect. Little and more spherical pores of Distaloy DH specimens has diminished the affectivity of the notch effect and led to higher TRS values.