Astaloy Cra Alaşımlarında Sinterleme ile Sertleştirme

Abstract

Bu çalışmada, su atomizasyon yöntemi ile üretilen Astaloy CrA-0,5C, Astaloy CrA1Ni-0,5C, Astaloy CrA-1Cu-0,5C ve Astaloy CrA-2Cu-0,5C 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 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, suverme ve menevişleme işlemlerinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Isıl işlem uygulanan numunelerde soğutma hızı artışına vede ısıl işlem sırasında oluşan karbonsuzlaşmış tabaka oluşumuna bağlı olarak sertlik ve çapraz kırılma dayanımı değerlerinde artış olduğu belirlenmiştir.

In this study, the effect of sinter-hardening operation on the mechanical properties of water atomized Astaloy CrA-0,5C, Astaloy CrA-1Ni-0,5C, Astaloy CrA-1Cu-0,5C, Astaloy CrA-2Cu-0,5C powder alloys 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 sintering, 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 whereas 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 was studied. An increase in the hardness and transverse rupture strength values of the heat treated samples was observed due to the increase of cooling rate and decarburization layer which was formed during secondary heat treatment.