TR2021002212T - Mükemmel dekapaj özelli̇kleri̇ne sahi̇p olan ferri̇ti̇k paslanmaz çeli̇k - Google Patents

Abstract

Mevcut açıklama, iç oksitlerin oluşumunu baskılayarak dekapaj işlemi sırasında meydana gelen deliklerin oluşumunu azaltabilen mükemmel dekapaj özelliğine sahip ferritik paslanmaz çeliğin gerçekleştirilmesini amaçlamaktadır. Mevcut açıklamanın bir açısına göre, mükemmel dekapaj özelliğine sahip olan bir ferritik paslanmaz çelik, tüm bileşimin ağırlıkça yüzdesi (%) olarak, %0,02 veya daha az C; %0,5 ila 0,6 Si, %0,4 ila 0,6 Mn; %0,03 veya daha az P; %0,005 veya daha az S; %0,15 ila 0,25 Ti; %17,0 ila 26,0 Cr; %0,6 veya daha az Ni; %0,1 ila 0,6 Nb; %0,05 veya daha az N; geri kalan kısım olarak demir ve diğer kaçınılmaz safsızlıkları içermektedir ve aşağıdaki denklem (1)’i sağlamaktadır. (1) 2.14 ≤ Si/Ti ≤ 3.0

Description

TARIFNAME MÜKEMMEL DEKAPAJ ÖZELLIKLERINE SAHIP OLAN FERRITIK PASLANMAZ ÇELIK Teknik Alan Mevcut açiklama, mükemmel dekapaj özelligine sahip bir ferritik paslanmaz çelik ve daha özel olarak, iç oksitlerin olusumunu baskilayarak dekapaj islemi sirasinda olusturulan çelik yüzey üzerinde deliklerin olusumunu azaltabilen mükemmel dekapaj özelligine sahip bir ferritik paslanmaz çelik ile ilgilidir. Önceki Teknik Genel olarak ferritik paslanmaz çelik, krom içerigine göre düsük kromlu ferritik paslanmaz çelik ve yüksek kromlu ferritik paslanmaz çelik olarak siniflandirilmaktadir. Genel olarak, krom içerigi agirlikça %11 ila 14 oldugunda, düsük kromlu ferritik paslanmaz çelik, krom içerigi agirlikça% 17 ila 26 oldugunda ise yüksek kromlu ferritik paslanmaz çelik olarak adlandirilmaktadir.

Tavlama isil islemi sirasinda olusan kabugun özellikleri krom içerigine bagli olarak degistigi için, krom içerigine göre farkli bir dekapaj yöntemi uygulanmalidir. Genel olarak, düsük kromlu ferritik paslanmaz çelik olmasi durumunda, tavlama isil islemi sirasinda kabuk daha kalin olusmakta ve yüksek kromlu ferritik paslanmaz çelik olmasi durumunda ise, tavlama isil islemi sirasinda kabul kalinligi, düsük kromlu ferritik paslanmaz çelikten nispeten daha incedir. Özellikle iç oksidasyon, oksijenin alasima difüzyonu yoluyla alasim elementleri ile çökeltilerin olusmasidir. Iç oksitler için, çözünen elementin oksidasyonundan kaynaklanan serbest enerjideki degisim, baz metalin oksidasyonundan 2158.17 kaynaklanan serbest enerjideki degisimden daha küçük olmalidir. Ek olarak, iç oksidasyon, baz metal oksijende yüksek çözünürlüge sahip oldugunda ve kolayca yayildiginda meydana gelmektedir, böylelikle oksijen ve baz metal reaksiyona girebilmektedir ve çözünen elementin konsantrasyonu, harici oksidasyon meydana gelmeyecek sekilde düsüktür.

Alasim bilesenine Ti dahil edildiginde, dekapajdan sonra çeligin yüzeyinde dahili oksitlerin olusmasi ve deliklerin olusmasi sorunu vardir.

Açiklama Teknik Sorun Mevcut açiklama, iç oksitlerin olusumunu baskilayabilen ve böylece dekapajdan sonra iç oksitlerin olusturdugu deliklerin olusumunu baskilayan mükemmel dekapaj özelligine sahip bir ferritik paslanmaz çelik saglamayi amaçlamaktadir.

Teknik Çözüm Mevcut açiklamanin bir açisina göre, mükemmel dekapaj özelligine sahip olan bir ferritik paslanmaz çelik, tüm bilesimin agirlikça yüzdesi (%) olarak %0,02 veya 0,6 Nb; %0,05 veya daha az N; geri kalan kisim olarak demir ve diger kaçinilmaz safsizliklari içermektedir ve asagidaki denklemi (1) saglamaktadir. (1) 2,14 s Si/Ti 5 3,0 Ferritik paslanmaz çelik ayrica %0,06 veya daha az A1 içerebilmektedir. 2158.17 Bir yüzey üzerinde olusan bir deligin derinligi 0,15um veya daha azdir.

Avantaj li Etkiler Mevcut açiklamanin uygulamasina göre mükemmel dekapaj özelligine sahip ferritik paslanmaz çelige göre, dekapajdan sonra ortaya çikan deliklerin olusumu, iç oksitlerin olusumunun baskilanmasiyla baskilanabilmektedir ve böylelikle dekapaj kalitesi de iyilestirilebilmektedir.

Sekillerin Açiklamasi Sekil 1 dekapajdan sonra Karsilastirma Örnegi 12'ye göre bir çeligin bir yüzeyinin bir optik mikroskop kullanilarak çekilen bir fotografidir.

Sekil 2 dekapaj dan sonra Karsilastirina Örnegi 12”ye göre çeligin bir kesitinin bir elektron mikroskobu kullanilarak çekilen bir fotografidir.

Sekil 3 mevcut açiklamanin Bulus Örnegi 1”e göre dekapajdan sonra çeligin yüzeyinin bir optik mikroskop kullanilarak çekilen bir fotografidir.

Sekil 4 mevcut açiklamanin Bulus Örnegi l”e göre dekapajdan sonra çeligin bir kesitinin bir elektron mikroskobu kullanilarak çekilen bir fotografidir.

Sekil 5 bir elektron mikroskobu kullanilarak Karsilastirma Örnegi l2'ye göre çeligin isil islemi sonrasinda olusan kabuk analizinin bir fotografidir.

Sekil 6 bir elektron mikroskobu kullanilarak mevcut açiklamaya ait Bulus Örnegi l'e göre çeligin isil islemi sonrasinda olusan kabuk analizinin bir fotografidir.

Sekil 7 bir elektron mikroskobu kullanilarak Karsilastirma Örnegi 12”ye göre çeligin isil islemi sonrasinda olusan bir Si oksit tabakasinin analizinin bir fotografidir.

Sekil 8 mevcut açiklamaya ait Bulus Örnegi l°e göre çeligin isil islemi sonrasinda olusan bir Si oksit tabakasinin analizinin bir fotografidir. 2158.17 Mevcut açiklamanin bir açisina göre, mükemmel dekapaj özelligine sahip olan bir ferritik paslanmaz çelik, tüm bilesimin agirlikça yüzdesi (%) olarak %002 veya 0,6 Nb; %0,05 veya daha az N; geri kalan kisim olarak demir ve diger kaçinilmaz safsizliklari içermektedir ve asagidaki denklemi (l) saglamaktadir. (1) 2,14 s Si/Ti 5 3,0 Bulusun Modlari Buradan itibaren mevcut açiklamanin uygulamalari ilgili çizimlere atifta bulunarak ayrintili olarak tanimlanacaktir. Asagidaki uygulamalar, mevcut açiklamanin teknik konseptlerini teknikte siradan uzmanliga sahip bir kisiye aktarmak için saglanmistir. Ancak, mevcut açiklama bu uygulamalarla sinirli degildir ve baska bir sekilde de uygulanabilmektedir. Çizimlerde, tanimlamalarla ilgisi olmayan parçalar, mevcut açiklamayi açikliga kavusturmak için gösterilmeyebilmektedir ve ayrica kolay anlasilmasi için bilesenlerin boyutlari abartilarak gösterilmektedir.

Mevcut açiklamanin bir uygulamasina göre mükemmel dekapaj özelligine sahip olan bir ferritik paslanmaz çelik tüm bilesimin agirlikça yüzdesi (%) olarak %0,02 ila 0,6 Nb; %0,05 veya daha az N; geri kalan kisim olarak demir ve diger kaçinilmaz safsizliklari içermektedir ve asagidaki denklemi (1) saglamaktadir. 2158.17 (1) 2,14 s Si/Ti 5 3,0 Burada, Si ve Ti her bir elementin içerigini (agirlikça % olarak) ifade etmektedir.

Ayrica mevcut açiklamanin bir uygulamasina göre, %0,06 veya daha az Al içerebilmektedir.

Bundan sonra, mevcut açiklamaya göre ferritik paslanmaz çeligine dahil edilen her bir bilesenin rolü ve içerigi asagidaki gibi açiklanacaktir.

Asagidaki bilesenler için yüzdeler agirlik yüzdesini ifade etmektedir.

C (karbon) içerigi %0,2 veya daha azdir.

C, çeligin mukavemetini büyük ölçüde etkileyen bir elementtir ve içerigin çok fazla olmasi durumunda çeligin mukavemeti asiri derecede artmakta ve süneklik azalmaktadir, bu nedenle % 0,02 ile sinirlidir. Buna göre, mevcut açiklamanin bir uygulamasina göre, C içerigi %02 veya daha azdir.

Si (silikon) içerigi % 0,5 ila 0,6”dir.

Si, erimis çeligin deoksidasyonu ve çelik yapimi sirasinda ferritin stabilizasyonu için eklenen bir elementtir ve mevcut açiklamada, dis kabuk ile baz materyal arasinda sürekli bir Si oksit olusturmak için % 0,5'ten fazla eklenmektedir.

Bununla birlikte, Si asiri eklendiginde, süneklik ve sekil verilebilirlik azaldigi için 2158.17 üst sinir 0/0 0,6 ile sinirlandirilmaktadir. Buna göre, mevcut açiklamanin bir uygulamasina göre, Si içerigi % 0,5 ila 0,6”ya ayarlanmaktadir.

Ti (titanyum) içerigi % 0,15 ila 0,25”tir.

Ti, korozyon direncinde bir azalmayi baskilayan bir çökelti olusturmak için tercihen C ve N ile birlesen bir elementtir. Ti %0,15'in altindaysa, malzemede çözünmüs C ve N ile birlestirmek için gereken miktarlarin yetersiz olmasi nedeniyle duyarlilasma meydana gelebilmektedir. Dolayisiyla, mevcut açiklamada edilirse, iç oksitlerin olusumu kolaylasmakta ve dekapaj sonrasi çelik yüzeyde deliklere neden olmaktadir, bu nedenle de üst sinir % 0,25'e ayarlanmaktadir.

Buna göre, mevcut açiklamanin bir uygulamasina göre, Ti içerigi % 0,15 ila 0,25 ”6 ayarlanmaktadir.

Mevcut açiklamanin bir uygulamasina göre, Si ve Ti içerigi asagidaki denklem (1) ile kontrol edilmektedir. (1) 2,14 5 Si/Ti 5 3,0 Si/Ti 2,14'den az oldugunda, Ti çok fazla dahil edilmis olmakta ve Ti nedeniyle iç oksitler olusmaktadir. Buna göre, dekapajdan sonra çeligin yüzeyinde belirli bir derinlikte bir delik olusmaktadir. Si/Ti 3,0”ü astiginda ise süneklik ve sekil verilebilirlik bozulabilmektedir.

Bu sekilde, Si ve Ti içerigi kontrol edilerek, Ti tarafindan olusturulan iç oksitler baskilanabilmekte ve çelikte olusan iç oksidasyon, kabuk ile baz malzeme 2158.17 arasindaki arayüzde sürekli bir Si oksit tabakasi olusturularak baskilanabilmektedir.

Mn (manganez) içerigi % 0,4 ila 0,6,d1r.

Mn, isil islem sirasinda yüzey tabakasinda esit bir kabuk olusturan bir elementtir.

Bu nedenle, mevcut bulusa % 0,4 veya daha fazla Mn eklenmektedir. Bununla birlikte, % 0,6'dan fazla Mn ilave edilirse, çelik yüzeyinin dis tabakasinda Mn-Cr spinel oksit kalin bir sekilde olusabileceginden, üst sinir % 0,5 ile sinirlidir. Buna göre, mevcut açiklamanin bir uygulamasina göre, Mn içerigi % 0,4 ila 0,6”ya ayarlanmaktadir.

P (fosfor) içerigi %0,3 veya daha azdir.

P, kaçinilmaz olarak çelikte bulunan ve dekapaj sirasinda taneler arasi korozyona neden olan veya sicak islenebilirligi engelleyen bir elementtir. Dolayisiyla, P içerigini mümkün oldugunca düsük tutmak istenmektedir. Ancak, üretim sürecinde eklenmesi önlenemeyecegi için, üst sinir mevcut açiklamada %0,03,e ayarlanmaktadir.

S (sülfür) içerigi %0,005 veya daha azdir.

S, kaçinilmaz olarak çelikte bulunan bir safsizliktir ve tane sinirlarinda ayrisarak sicak islenebilirligin engellenmesinin temel nedeni olan bir elementtir. Buna göre, S içerigini mümkün oldugunca düsük tutmak istenmektedir. Ancak, üretim 2158.17 sürecinde eklenmesi önlenemeyecegi için, üst sinir mevcut açiklamada %0,005°e ayarlanmaktadir.

Cr (krom) içerigi % 17,0 ila 26,0”dir.

Cr, çeligin korozyon direncini artirmada etkili bir elementtir. Mevcut açiklamada, yüksek Cr ferritik paslanmaz çelik % 17,0 ila 26,0 araligina sinirlidir.

Ni (nikel) içerigi %0,6 veya daha azdir.

Ferritik paslanmaz çelikte Ni, bir safsizlik olarak muamele edilebilmekte, ancak hurda eritme sirasinda kismen dahil edilebilmektedir.

Nb (niyobyum) içerigi % 0,1 ila 0,6'd1r.

Nb, korozyon direncinde bir azalmayi baskilayan bir çökelti olusturmak için tercihen C ve N ile birlesen bir elementtir. % 0,1'den daha az Nb eklenirse, malzemede daha az Nb çözünmekte ve malzemenin yüksek sicaklik mukavemeti düsmektedir. Aksine, % 0,6'dan fazla Nb eklenirse, tavlama sirasinda arayüzde oksit tabakasi kalinlasmakta ve bu da zayif dekapaj ile sonuçlanmaktadir. Buna göre, mevcut açiklamanin bir uygulamasina göre, Nb içerigi % 0,1 ila 0,6,ya ayarlanmaktadir.

N (nitrojen) içerigi %0,05 veya daha azdir. 2158.17 N, sicak haddeleme sirasinda östeniti çökelterek yeniden kristallesmeyi destekleyen bir elementtir. Bununla birlikte, içerik çok fazla ise, çeligin sünekligi bozulmaktadir, bu nedenle de mevcut açiklamanin bir uygulamasina göre, N içerigi % 0,05 veya daha azi ile sinirlidir.

Ayrica, % 0,06 veya daha az Al (alüminyum) içerebilmektedir.

Al, güçlü bir oksijen giderici ve erimis çelikteki oksijen içerigini düsürmede rol oynayan bir elementtir. Bununla birlikte, çok fazla eklenmesi, oda sicakliginda süneklikte bir azalmaya neden oldugundan, üst sinir % 0,06 veya daha azina ayarlanmaktadir ve bunu içermesi de gerekmemektedir.

Mevcut açiklamanin bir uygulamasina göre ferritik paslanmaz çelik, asagidaki yöntemle üretilmektedir.

Yöntem, tüm bilesimin agirlikça yüzdesi (%) olarak, %0,02 veya daha az C; %0,5 veya daha az N; geri kalan kisim olarak demir ve diger kaçinilmaz safsizliklari içeren ve asagidaki denklem (l)°i yerine getiren 20 ila 220 mmilik bir kalinliga sahip olan bir levha üretilmesini ve hazirlanan levhanin normal bir sicak haddeleme sicakliginda 5 ila 8 mm'ye sicak haddelenmesini içermektedir. Daha 2 mm kalinliga kadar soguk haddeleme gerçeklestirilmektedir. Daha sonra 1020 ila 1040°C'de soguk haddeleme tavlamasi gerçeklestirilmektedir. Bundan sonra dekapaj gerçeklestirilmektedir. 2158.17 (1) 2,14 s Si/Ti 5 3,0 Bundan sonra, mevcut açiklama örnekler yoluyla detayli olarak açiklanacaktir, ancak asagidaki örnekler mevcut açiklamayi daha detayli olarak açiklamak içindir ve mevcut açiklamanin kapsami bu örneklerle sinirli degildir.

Bulus Örnegi Asagidaki [Tablo 1] bilesimine sahip bir levha hazirlanmis ve hazirlanan levha sicak haddelenmistir ve sicak haddelenerek tavlanmis, daha sonra soguk haddelenmis ve 2,0 mm`lik bir soguk haddelenerek tavlanmis çelik saç elde etmek için 1,050 ° C'de 2 dakika 30 saniye boyunca soguk haddelenerek tavlanmistir.

Daha sonra dekapaj gerçeklestirilmistir. Soguk haddelenerek tavlanmis çelik sacin dekapaj isleminde olusan deligin derinligi, enine kesit parlatma sonrasinda bir elektron mikroskobu kullanilarak ölçülmüstür. [Tablo 2] dekapaj islemi esnasinda olusan deliklerin derinligini açiklayan bir tablodur. 2158.17 Karsilast irma ÖrÜ,008 0,31 2158.17 Delik Derinligi (um) 2158.17 Karsilastirma Örnegi 1 ila Karsilastirma Örnegi 12, Si/Ti oraninin tümünün 2,14'ten az oldugu durumlardir, delik derinliginin 0.52 #m veya daha fazla oldugu görülebilmektedir, bu da mevcut açiklamanin Bulus Örneginden daha derindir.

Böyle bir deligin derinligi, çelik yüzeyin homojen olmayan yansimasina neden olarak, bir dis malzeme olarak kullanilmasini zorlastirmaktadir.

Sekil 1 dekapajdan sonra Karsilastirma Örnegi l2'ye göre bir çeligin bir yüzeyinin bir optik mikroskop kullanilarak çekilen bir fotografidir. Sekil 2 dekapajdan sonra Karsilastirma Örnegi 125ye göre çeligin bir kesitinin bir elektron mikroskobu kullanilarak çekilen bir fotografidir. Sekil 3 mevcut açiklamanin Bulus Örnegi 1°e göre dekapajdan sonra çeligin yüzeyinin bir optik mikroskop kullanilarak çekilen bir fotografidir. Sekil 4 mevcut açiklamanin Bulus Örnegi lie göre dekapajdan sonra çeligin bir kesitinin bir elektron mikroskobu kullanilarak çekilen bir fotografidir.

Sekiller 1 ila 4”ten görülebilecegi gibi, Karsilastirma Örnegi 12 durumunda, dekapaj nedeniyle deligin derin kazildigi teyit edilmektedir, ancak Bulus Ömegi l durumunda ise dekapajdan sonra bile deligin derin bir sekilde olusmadigi teyit edilmektedir.

Sekil 5 bir elektron mikroskobu kullanilarak Karsilastirma Örnegi l2'ye göre çeligin isil islemi sonrasinda olusan pullanma analizinin bir fotografidir. Sekil 6 bir elektron mikroskobu kullanilarak mevcut açiklamaya ait Bulus Örnegi l°e göre çeligin isil islemi sonrasinda olusan pullanma analizinin bir fotografidir.

Sekil 7 bir elektron mikroskobu kullanilarak Karsilastirma Örnegi 12”ye göre çeligin isil islemi sonrasinda olusan bir Si oksit tabakasinin gösteriminin bir fotografidir. Sekil 8 mevcut açiklamaya ait Bulus Örnegi 1,e göre çeligin isil islemi sonrasinda olusan bir Si oksit tabakasinin analizinin bir fotografidir. 2158.17 Sekil S'e bakildiginda, isil islemden sonra Ti'ye bagli olarak bir iç oksidin olustugu görülebilmektedir. Ek olarak, Sekil 7”den de Si oksit tabakasinin sürekli olmayan biçimde olustugu görülebilmektedir. Aksine, Sekil 65ya bakildiginda mevcut açiklamaya ait Bulus Örnegi”ne göre, çelik yüzeyinde bir delik olusmamistir ve Sekil 8”de sürekli bir sekilde bir Si oksit tabakasi olustugu görülebilrnektedir. Buna göre, Si/Ti oraninin ayarlanmasiyla bir Si oksit tabakasi olusumunun Ti oksit olusumunu önledigi, böylece dekapaj sonrasi çeligin yüzeyinde deliklerin olusmasinin önlendigi teyit edilebilmektedir.

Yukarida açiklandigi üzere, mevcut açiklamaya ait örnek uygulamalar açiklanmis olmasina ragmen, mevcut açiklama bunlarla sinirli degildir ve teknikte uzman olmayan kisiler ekli istemlerin kavrami ve kapsamindan ayrilmadan farkli degisiklik ve modiûkasyonlarin yapilmasinin mümkün oldugunu anlayacaklardir.

Sanayiye Uygulanabilirlik Mevcut açiklamaya göre, otomobil egzoz sistemleri için ferritik paslanmaz çeligin iç oksitlerinin olusumunu baskilayarak mükemmel dekapaj özellikleri elde edilebilmektedir ve dekapaj isleminden sonra deliklerin olusmasi baskilanarak dekapaj kalitesi iyilestirilebilmektedir.

Claims (3)

ISTEMLER

1. Tüm bilesimin agirlikça yüzdesi (%) olarak, %0,02 veya daha az C; %0,5 veya daha az N; geriye kalan kisim olarak demir ve diger kaçinilmaz safsizliklari içeren ve asagidaki denklem (1)”i saglayan mükemmel dekapaj özelligine sahip (1) 2,14SSi/Ti53,0 (Burada, Si ve Ti her bir elementin içerigini (agirlikça % olarak) ifade etmektedir) bir ferritik paslanmaz çelik.

2. Ayrica, %0,06 ya da daha az Al içeren, lstem 19deki gibi ferritik paslanmaz çelik.

3. Bir yüzey üzerinde olusan bir deligin bir derinliginin 0,15 um veya daha az oldugu, Istem 1 veya 27deki gibi ferritik paslanmaz çelik.