TR2021018772A2 - Yüksek mukavemetli mikro alaşımlı çelik ve ilgili üretim yöntemi - Google Patents
Yüksek mukavemetli mikro alaşımlı çelik ve ilgili üretim yöntemiInfo
- Publication number
- TR2021018772A2 TR2021018772A2 TR2021/018772 TR2021018772A2 TR 2021018772 A2 TR2021018772 A2 TR 2021018772A2 TR 2021/018772 TR2021/018772 TR 2021/018772 TR 2021018772 A2 TR2021018772 A2 TR 2021018772A2
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- strength
- micro
- steel
- feature
- weight
- Prior art date
Links
- 229910000742 Microalloyed steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 33
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 24
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 20
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 15
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 10
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims description 3
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 2
- -1 0-0.050% by weight Substances 0.000 claims 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 abstract 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 5
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Buluş özellikle, 615-630 MPa akma mukavemeti, 850-880 MPa çekme mukavemetine sahip, ağırlıkça %0,400-0,430 oranında karbon (C), ağırlıkça %0,250-0,300 oranında silisyum (Si), ağırlıkça %1,600-1,650 oranında mangan (Mn), ağırlıkça %0-0,120 oranında krom (Cr), ağırlıkça %0-0,050 oranında molibden (Mo), ağırlıkça %0-0,120 nikel (Ni), ağırlıkça %0-0,015 oranında alüminyum (Al), ağırlıkça %0,015-0,025 vanadyum (V), ağırlıkça %0-0,005 kalay (Sn), ağırlıkça %0-0,010 oranında fosfor (P), ağırlıkça %0-0,090 oranında kükürt (S) ve ağırlıkça %0-0,150 oranında bakır (Cu) ve 70-140 ppm azot (N) içeren çelik kompozisyonu ve %10-15 ferrit fazı, %52-58 perlit fazı, %30-35 beynit fazı içeren yüksek mukavemetli mikro alaşımlı çelik ile ilgilidir.
Description
TARIFNAME Yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik ve ilgili üretim yöntemi Teknik Alan Bulus, uzun ürün hammaddesi olarak sicak dövme proseslerinde kullanilabilecek nitelikte tüm alanlarda kullanilmak üzere gelistirilen, yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik ile kalay (Sn), agirlikça %D-0,01O oraninda fosfor (P), agirlikça %O-0,090 oraninda kükürt (S) ve alasimli çelik ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu Mühendislik malzemelerinin en önemli grubunu çelikler olusturur. Her türlü talep ve degisimi karsilamak için çeliklerin proses ve fiziksel metalürjisinde sürekli gelismeler olmaktadir. Son yillarda mikro-alasimli çeliklerin gelistirilmesi en önemli metalürjik basarilardan biri olarak görülmektedir. Bu gelismenin, düsük karbonlu çeliklerde yapi-özellik iliskilerinin açik bir sekilde anlasilmasinin bir sonucu oldugu söylenebilmektedir. Elbette, nihai ürün fiziksel, mekanik ve proses metalürjisinin basarili bir kombinasyonunun sonucudur. Mikro alasimli çelikler temel yapi malzemeleri olarak yumusak çeliklerin yerini basariyla almaktadir. Yüksek dayanimli düsük alasimli, mikro alasimli çeliklerde, toplam alasim miktari genellikle vanadyum (V) olustururken, bu alasim elementlerinin karbon (C) ve azot (N) atomlariyla olusturdugu nanometre boyutundaki çökeltiler; çelige yüksek akma mukavemeti saglamaktadir. Bunun yaninda yüksek korozyon direnci, süneklik ve tokluk gibi mekanik özellikleri de mikro alasimli çeliklerin kullaniminin artmasini saglamaktadir. Mikro alasimli çeliklerin spesifik gelisim yönlerini, az perlitli ve perlitsiz çelikler olusturmaktadir. Karbon oraninin bariz sekilde düsürülmesi ile sekil verilebilirlik, tokluk, kaynak edilebilirlik gibi özellikler önemli oranda yükseltilmektedir. Bahsedilen bu özellikler genellikle sekil vermek suretiyle yüksek mukavemetli ve hafif parçalarin üretiminde istenilmektedir. Düsük karbon oranina ragmen bu çeliklerde, mikro alasim elementleri olan alüminyum (AI)i niobyum (Nb), titanyum (Ti), vanadyumun (V) tane inceltici ve sertlestirici etkileri ile kontrollü haddelemeyle akma siniri ancak 500 N/mm2 ye ulasabilmektedir. Mikro alasimli çeliklerde, alasim elementi olarak kullanilan niobyum (Nb), titanyum (Ti), vanadyum (V) ve alüminyum (Al), malzemenin mekanik özelliklere dogrudan önemli etkileri bulunmakta olup, karbür, nitrür veya karbonitrür olusturmaktadir. Mikro alasim elementlerinin olusturdugu karbür, nitrür ve karbonitrürler, sicak sekillendirme islemleri sirasinda çözünme sicakliklarinin üzerine çikilmadigi takdirde östenit fazi içerisinde çözünmeden kalmaktadir. Çözünmeyen bu sert yapilar östenit tane büyümesini engelleyerek hem küçük taneli bir çelik yapisi elde edilmesini hem de malzemenin toklugunun artmasini saglamaktadir. Mevcut teknikte yüksek mukavemet elde etmek amaci ile alasimdaki karbon miktarinin arttirilmasi veya mikro alasim elementlerinin tane inceltme özelliginden faydalanilmaktadir. Yüksek karbonlu çelik alasimi, sicak dövme isleminden sonra isil isleme tabi tutulmakta ve mukavemet arttirmak üzere ikincil bir islem gereksinim duyulmaktadir. Diger yandan bilinen teknikte mikro alasimli çelikler, dövülmüs malzemenin mukavemetini isil islemli yüksek karbonlu alasim kadar arttiramamaktadir. Yüksek karbonlu C45E standardindaki çelik alasiminin akma mukavemeti 500 MPa, çekme mukavemeti 750-850 MPa iken, mikro arasindadir. Bahsedildigi üzere yüksek karbonlu çeligin (C45E) ikincil islemle maliyetli bir uygulama sonucu mukavemet arttirilmasi ve mikro alasimli çelikte akma mukavemetinin düsük olmasi, yeni bir çelik alasimi gelistirilmesi ihtiyacini ortaya koymaktadir. Literatürde konu ile ilgili olarak rastlanilan EP192905381 numarali patent dokümanina konu bulus, çok-fazli mikro yapili bir çelik parçanin üretim prosesi ile ilgilidir. Bulusa konu çeligin Cuê%2.0, Sê%0,05, Nbê%0.15, geri kalani demir ve hazirlama isleminden kaynaklanan safsizliklar içermektedir. Çeligin çok-fazli mikroyapisi %25 ila 75 yüzeysel ferrit ve %25 ila 75 yüzeysel martenist ve/veya beynit ihtiva etmektedir. ölçüde demir ve kaçinilmaz safsizliklardan olusan bir çelik kompozisyonu ile ilgili olup, burada C+N=%O.8'dir. Bulus ayrica adi geçen kompozisyonlarin yapilmasina yönelik bir yöntem ve adi geçen kompozisyonlardan veya adi geçen yöntem kullanilarak üretilmis ve 800 ile 900°C arasindaki sicakliklarda mükemmel mekanik mukavemet ve oksidasyon direnci sergileyen valfler ile ilgilidir. maks. %0,5 alüminyum (AI), maks. %0,03 azot (N), vanadyum ve demir içeren bir çelik kompozisyonu ile ilgilidir. Söz konusu basvurularda görüldügü üzere, bilinen teknikte birçok çelik kompozisyonu bulunmaktadir. Ancak, yüksek mukavemetli ve yüksek akma mukavemetine sahip mikro alasimli çelik alasimlara ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadir. Sonuç olarak yukarida bahsedilen olumsuzluklardan ve eksikliklerden dolayi, ilgili teknik alanda bir yenilik yapma ihtiyaci ortaya çikmistir. Bulusun Amaci Mevcut bulus, yukarida bahsedilen gereksinimleri karsilayan, tüm dezavantajlari ortadan kaldiran ve ilave bazi avantajlar getiren, yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik ve ilgili üretim yöntemi ile ilgilidir. Bulusun amaci, uzun ürün hammaddesi olarak sicak dövme proseslerinde kullanilabilecek nitelikte tüm alanlarda kullanilmak üzere gelistirilen yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik ortaya koymaktir. Bulusun amaci, kontrollü dövme sonrasinda akma mukavemeti 615-630 Mpa, çekme Bulusun amaci, tek karbür yapici olarak vanadyum, deoksidasyonda alüminyum, döküm ve sekillendirme sicakliklari ile kontrollü sogumada nitrürler olusturmasi bakimindan azot kullanilmasi sayesinde, tane incelterek mukavemet arttirma mekanizmasini aktive etmek ve toklukla birlikte mukavemet artisi saglamaktir. Bulusun amaci, dövme sicakligi ve dövme sonrasi sogutma ortami için gerekli olan birincil 1500 saniye, isi tasinim katsayisinin 40-60 W/mzK olmasi sayesinde, tane inceltici elementlerin etkisini ortaya koyabilmesini saglamaktir. Bulusun amaci, kati eriyik sertlesmesi ve tane boyutu küçültme ile mukavemet artisi mekanizmasini birlikte uygulamaktir. Bulusun bir amaci, mukavemetlesme mekanizmasi, tokluk ve dayanimin birlikte arttirilmasini saglayan bir alasim kompozisyonu ve kontrollü sogutma prosesi ortaya koymaktir. Bulusun bir amaci, kaynaklanabilirlige olumsuz etki göstermeyen bir alasim kompozisyonu saglamaktir. Bulusun bir amaci, mukavemet artisinin ferrit ve beynit faz yapisi ile elde edilmesini saglamaktir. Yukarida anlatilan amaçlarin yerine getirilmesi için bulus, uzun ürün hammaddesi olarak sicak dövme proseslerinde kullanilabilecek nitelikte tüm alanlarda kullanilmak üzere gelistirilen. yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik olup, özelligi; agirlikça %0,400-0.430 molibden (Mo), agirlikça %O-O,120 nikel (Ni), agirlikça %0-0,015 oraninda alüminyum (AI), perlit fazi, %30-35 beynit fazi içermektedir. Bulusun amaçlarini gerçeklestirmek üzere yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik, 615-630 0,770 Ceq esdeger karbon degerine sahiptir. Yukarida anlatilan amaçlarin yerine getirilmesi Için bulus, - mikro alasimlama ile üretilen çeligin sürekli döküm yöntemi ile kütük formunda elde edilmesi, - üretilen kütüklerin sicak haddeleme ile yuvarlak uzun grubunda silindirik yari mamul ve uzun yari mamul haline getirilmesi, o bahsedilen yari mamullerin kontrollü sicak dövme ve sogutma asamalarindan geçirilmesiyle çökelti olusmasi, islem adimlarini içeren, yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik üretim yöntemi olup, özelligi; süreyle isi tasinim katsayisi 40-60 W/mZK olacak sekilde atmosfer kosullarinda olmaktadir. Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir ve bu nedenle degerlendirmenin de bu detayli açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik ve ilgili üretim yöntemi, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak sekilde açiklanmaktadir. Bulus, uzun ürün hammaddesi olarak sicak dövme proseslerinde kullanilabilecek nitelikte tüm alanlarda kullanilmak üzere gelistirilen, yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik olup, Bulusa konu yüksek mukavemet/i' mikro alasimli celik kompozisyonunun formülasvonu; Içerik Agirlikça Kullanilabilir Miktar N 70-140 ppm Bulusa konu yüksek mukavemetli mikro alasimli çeligi elde etmek üzere, ilk olarak alasim elementleri belirlenmektedir. Çelik kompozisyonu içerisindeki alasim elementi miktari ve çesitliligi, mekanik özelliklerin gelistirilmesinde önemli parametrelerdir. Farkli mukavemet arttirma mekanizmalarinin birlikte ortaya çikmasini saglamak üzere, karbon (C), azot (N) gibi ara yer atomlari ile vanadyumun (V) nitrür, karbür ve karbonitrür yapma özelliklerinden faydalanilmaktadir. Diger yandan TTT (izotermal dönüsüm diyagrami) ve CCT (sürekli soguma dönüsüm diyagrami) diyagramlarinin alasim elementine göre degismesi özelliginden faydalanilip, kati eriyik sertlesmesi mekanizmasi ile ince taneli yapi elde edilmektedir. Gelistirilen alasim yapisinda, ferrit fazi ile birlikte beynit fazinin ortaya çikarilmasi saglanmaktadir. Ikinci olarak sicak dövme metodolojisi olusturulmaktadir. Sicak dövme islemindeki sicaklik ve deformasyon oranlari özgün alasima göre yeniden düzenlenmektedir. Son olarak da sogutma islemi uygulamaktir. TTT (izotermal dönüsüm diyagrami) ve CCT (sürekli soguma dönüsüm diyagrami) diyagramlarina göre hedef mikro yapi (ferrit ve beynit) için sogutma rejimi belirlenmektedir. TTT ve CCT esasli kontrollü çift kademeli fonksiyonel sogutma yöntemi ile ferrit ve beynit faz oranlari degistirilebilecek sekilde sogutma saglanmaktadir. Demir-karbon faz diyagraminda martenzit ve beynit dönüsüm alasimin sertlesme mekanizmasinda önemli bir yere sahiptir. Ancak endüstriyel çelik üretiminde proses kosullarindan dolayi soguma hizlari denge kosullarina göre oldukça yüksektir. Soguma hizinin artmasi ile birlikte faz dönüsümlerinin belirlenmesinde kullanilan demir-karbon faz diyagrami kullanilmamaktadir. Bunun en önemli nedeni söz konusu diyagramin çok yavas soguma kosullarinda olusturulmasidir. Bu nedenle yüksek soguma hizlarinda TTT adi verilen ve faz dönüsümünün sicakliga ve zamana bagli olarak degisimini gösteren diyagramlari kullanilmaktadir. Hizli sogutulan çeliklerde östenitin ne zaman dönüsüme baslayacagi, dönüsümün ne kadar süre sonunda tamamlanacagi ve sonuçta hangi ürünlerin olusacagi hususlari izotermal dönüsüm diyagramlari yardimiyla belirlenmektedir. Dolayisiyla, TTT diyagramlari sicakligin ve zamanin fonksiyonu olarak alasim içerisinde asiri soguma kosullarinda bagli olarak olusacak faz dönüsümlerinin belirlenmesinde tercih edilmektedir. Dönüsme reaksiyonunda zaman ve sicaklik etkilerini ayri ayri görebilmek amaciyla dönüsme egrisini degistirmek gerekmektedir. Bu durumu gösteren egrilere de sürekli soguma dönüsüm egrileri (CCT) adi verilmektedir. Sürekli sogumayi kapsayan bütün isil islemler için CCT diyagramlari kullanilabilmektedir. CCT diyagramlarinin ana amaci hangi yapi elemanlarinin elde edilecegi ve buna karsilik hangi sertliklerin elde edilebileceginin soguma egrisinden faydalanarak önceden bilinmesidir. Bu diyagramlar, hem sicakligin sabit tutuldugu izotermal isil islemler hem de sürekli sogumadaki dönüsüm sonrasinda elde edilecek son mikroyapilarin içerdigi faz veya fazlarin belirlenmesine imkan saglamaktadir. Çelik kompozisyonda tek karbür yapici olarak vanadyum ve deoksidasyonda da kullanilan alüminyum kullanilmaktadir. Azot ise, döküm ve sekillendirme sicakliklari ile kontrollü sogumada nitrürler olusturmasi bakimindan çelik kompozisyonunda bulunmaktadir. Bahsedilen bu kullanimlarla tane incelterek mukavemet arttirma mekanizmasi aktive edilmekte, toklukla birlikte mukavemet artisi saglanmaktadir. Bu tane inoeltioi elementlerin etkisini ortaya koyabilmesi için dövme sicakligi ve dövme sonrasi sogutma ortami gereklidir. Bulus konusu yüksek mukavemet/i' mikro alasimli celik Üretim yöntemi; o Mikro alasimlama ile üretilen çelik kompozisyonundan sirasiyla, elektrik ark ocagi, pota ocagi, vakum ocagi ve tundish daldirma kapali seramik tüp kullanilarak sürekli döküm yöntemi ile kütük formu elde edilir, 0 Üretilen kütükler sicak haddeleme ile yuvarlak uzun grubunda silindirik yari mamul ve uzun yari mamul haline getirilir, - Bahsedilen yari mamuller kontrollü sicak dövme ve sogutma asamalarindan geçirilir, . Olusan çökeltiden sertlesme mekanizmasi ile istenilen mekanik degerlerde çelik alasim elde edilir. Bulusa konu üretim yönteminde kullanilan sicak dövme sicakligi 1200 "C, dövme sonrasi kosullarinda gerçeklestirilmektedir. Tasinim, bir kati yüzey ile ona bitisik, hareket halindeki akiskan (sivi ya da gaz) arasinda isi transfer türüdür. Akiskan hareketi ne kadar hizli olursa tasinim ile isi transferi o kadar büyük olmaktadir. Yigin ya da kitlesel akiskan hareketinin ortadan kalkmasi halinde, kati yüzeyle bitisigindeki akiskan arasindaki isi transferi yalnizca moleküllerin rastgele hareketi yani iletim ile meydana gelmektedir. isi miktari seklinde tanimlanmaktadir. Bu katsayi, çesitli unsurlara bagli olarak degismektedir. Bu unsurlardan bazilari; akiskanin temas ettigi yüzeyin, malzemesi ve pürüzlülügü, akis sekli, akis hizi, hidrolik çap, akiskanin viskozitesi ile yogunlugudur. Ayrica, isi tasinim katsayisi, isi tasinim türüne göre de farkli degerde olmaktadir. Iki tür isi tasinimi söz konusudur. Birincisi; akiskanin, sisteme uygulanan basinçtan dolayi hareket ettigi durumdaki zorlanmali isi tasinimidir. Ikincisi ise; akiskanin, sistemde yogunluk farki nedeniyle hareket ettigi durumdaki dogal isi tasinimdir. lsi yalitim malzemelerinin seçiminde en belirleyici özellik isi iletim katsayisidir. Çünkü isi iletim katsayisi ne kadar düsükse sistemler o derece yüksek isi yalitim direncine sahip olmaktadir. Malzemelerin isil özelliklerinin bilinmesi, malzemenin kullanildigi yerde optimum performansa ulasmasi konusunda oldukça önemlidir. Uzun yillardir bu amaçla gelistirilen birçok ölçüm teknigi kullanilmaktadir. Mevcut tekniklerle malzemelerin isil özellikleri (isil iletkenlik katsayisi, özgül isi, isil geçirgenlik) ölçülebilmektedir. Özellikle son dönemde gelistirilen malzemelerin mikro ve makro seviyedeki iç yapisinda karmasiklar bulunmakta olup, bu kosulda dogru ölçüm yapabilmek zorlasmaktadir. bu enerjinin etkin kullanimi isi yalitimi ile söz konusudur. Isi yalitim malzemesinin seçimi veya yeni bir malzemenin imalati bu konuda oldukça önemlidir. Yeni bir malzemenin imalati veya malzeme seçimi yaptiktan sonraki hesaplarin yapilabilmesi için o malzemenin isi iletim katsayisinin bilinmesi gerekmektedir. Mühendislik problemlerinde isi iletim katsayisinin dogru bir sekilde hesaplanmasi büyük bir öneme sahiptir. Isi iletim katsayisinin hesaplanmasinda deneysel ve teorik hatalarin ortaya çikmasinin yani sira harcanan zaman ve maliyet kaybinin da çikmasi kaçinilmazdir. Isi iletim katsayisi sicakligin azaldigi tarafa dogrudur. Isi tasinim katsayisinin hesabinda asagidaki birimsiz karakteristik tanitim degerlerinden yararlanilmaktadir: Reynold sayisi; Péclet sayisi; Prandtl sayisi; Grashof sayisi; 1›.:.-,i.,:_t C: 1.?-- , __ Nusselt sayisi; Bunlarda; v: Akiskanin hizi, borularda da boru çapidir. p: Yogunluk, cp: Sabit basinçta özgül isi, A: Isi iletim katsayisi g: Yerçekim ivmesi, y: Hacimsel genlesme katsayisi. t: Sicaklik farki a: Sicaklik yayinim katsayisi, (a=)\/p. cp) Tasinim ile birim zamanda transfer edilen isi miktarini hesaplamak için ise, Newton soguma kanunu (Q) kullanilmakta olup, hesaplanmasinda kullanilan formül asagida verilmektedir. Tablo-?de ise, tasinim isi transfer katsayisinin tipik degerleri verilmektedir. Q=ITAS(TS"T»0) Tablo-1: Tasinim isi transfer katsayisinin tipik degerleri Tasinim türü H, W/mz. °C Gazlarin dogal tasinimi 2-25 Sivilarin dogal tasinimi 10-1000 Gazlarin zorlanmis tasinimi 25-250 Sivilarin zorlanmis tasinimi 50-20000 Bulus konusu alasim kompozisyonu ve bu kompozisyona uygulanan kontrollü sogutma Qrosesi' ile; . Kati eriyik sertlesmesi ve tane boyutu küçültme ile mukavemet artisi mekanizmasinin birlikte uygulanmasi saglanmaktadir. o Mukavemet artisi ferrit ve beynit faz yapisi ile elde edilmektedir. 0 Kullanilan alasim kompozisyonun kaynaklanabilirlige olumsuz bir etkisi de bulunmamaktadir. Bulus konusu çelik kompozisyonu ve üretim yöntemi ile %10-15 ferrit fazi, %52-58 perlit fazi ve %30-35 beynit fazi ile VC ve VN esasli çökeltileri olusmaktadir. Bulusa konu yüksek mukavemet/i' mikro alasimli celi'Gi'n mekanik özellikleri; Akma mukavemeti 615-630 MPa, Çekme mukavemeti 850-880 MPa, Sertligi 260-275 HV, Esdeger karbon degeri O,660-0,770 Ceq seklindedir. Bulusun tercih edilen yapilanmasinda bahsedilen uzun ürün, sicak haddelenmis, kare, yuvarlak ve lama seklindeki tüm çelik ürünleri kapsamaktadir. Bulusa konu mikro alasimli çeligin esdeger karbon degeri, 0.660-0,770 Ceq seklindedir. Karbon esdegeri, kaynaklanabilirligi tanimlayan bir ölçü olup. çelik içindeki alasim elementleri miktarlari ile hesaplama gerçeklestirilmektedir. Belirtilen alasimlarin degerleri mevcut ikame edilecek çelik ile esdeger olup daha yüksek mukavemet yaratmasi açisindan avantaj saglamaktadir. Bulus kapsaminda Ceq hesaplarken kullanilan formül asagida verilmektedir. TR TR TR TR
Claims (1)
1.ISTEMLER 1. Bulus, uzun ürün hammaddesi olarak sicak dövme proseslerinde kullanilabilecek nitelikte tüm alanlarda kullanilmak üzere gelistirilen, yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik olup, krom (Cr), agirlikça %O-0,050 oraninda molibden (Mo), agirlikça %0-0,120 nikel (Ni), 2. istem 1'e uygun yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik olup, özelligi; 615-630 MPa akma mukavemetine sahip olmasidir. 3. istem 1'e uygun yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik olup, özelligi; 850-880 MPa çekme mukavemetine sahip olmasidir. 4. istem 1'e uygun yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik olup özelligi; 260-275 HV sertlige sahip olmasidir. esdeger karbon degerine sahip olmasidir. 6. Bulus, o mikro alasimlama ile üretilen çeligin sürekli döküm yöntemi ile kütük formunda elde edilmesi, i üretilen kütüklerin sicak haddeleme ile yuvarlak uzun grubunda silindirik yari mamul ve uzun yari mamul haline getirilmesi, o bahsedilen yari mamüllerin kontrollü sicak dövme ve sogutma asamalarindan geçirilmesiyle çökelti olusmasi, islem adimlarini içeren yüksek mukavemetli mikro alasimli çelik üretim yöntemi olup, özelligi; o bahsedilen dövme sicakliginin 1200 °C'de, dövme sonrasi birincil sogutmanin 100- saniye süreyle isi tasinim katsayisi 40-60 W/mzK olacak sekilde atmosfer kosullarinda olmasidir. 7. istem 6'ya uygun yöntem olup, özelligi; bahsedilen yüksek mukavemetli mikro alasimli 8. istem 6-7'den herhangi birine uygun üretim yöntemi olup, özelligi; olusan çökeltinin VC ve VN esasli olmasidir. 9. istem 6-8' den herhangi birine uygun üretim yöntemi olup, özelligi; 615-630 MPa akma mukavemetine sahip olmasidir. mukavemetine sahip olmasidir. sahip olmasidir. esdeger karbon degerine sahip olmasidir. TR TR TR TR
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/TR2022/051237 WO2023101641A1 (en) | 2021-11-30 | 2022-11-03 | High-strength micro-alloyed steel and related production method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TR2021018772A2 true TR2021018772A2 (tr) | 2023-06-21 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Grajcar et al. | Third generation of AHSS with increased fraction of retained austenite for the automotive industry | |
KR101322575B1 (ko) | 페라이트-오스테나이트계 스테인리스강 | |
EP0828862B2 (en) | Martensitic stainless steel having high mechanical strength and corrosion resistance and relative manufactured articles | |
EP3110984A1 (en) | Martensitic-ferritic stainless steel, manufactured product and processes using the same | |
AU2017226127B2 (en) | Steel material and oil-well steel pipe | |
TR201921223A2 (tr) | Mekanik özellikleri geliştirilmiş mikro alaşımlı çelik kompozisyonu | |
CN105247089A (zh) | 高强度热浸镀锌复相钢带材 | |
CN103975088A (zh) | 双相不锈钢 | |
MX2008012238A (es) | Accesorio tubular para tubos octg para expansion en pozos petroleros y acero inoxidable duplex utilizado para el accesorio tubular para tubos octg para expansion. | |
CN109923233A (zh) | 用于低温应用的中锰钢产品及其制造方法 | |
AU2017226126C1 (en) | Steel material and oil-well steel pipe | |
JP6217671B2 (ja) | 高温環境における耐摩耗性に優れた厚鋼板 | |
RU2352647C1 (ru) | Труба нефтяного сортамента повышенной прочности | |
CN108474053B (zh) | 生产奥氏体不锈钢管的方法 | |
CN108472701B (zh) | 生产双相不锈钢管的方法 | |
US11761051B2 (en) | High tensile and high toughness steels | |
TR2021018772A2 (tr) | Yüksek mukavemetli mikro alaşımlı çelik ve ilgili üretim yöntemi | |
TR2021017195A2 (tr) | Yüksek mukavemetli, düşük alaşımlı çelik kompozisyonu ve ilgili üretim yöntemi | |
TR2021012359A2 (tr) | Yeni bir mikro alaşımlı çelik | |
TR2021012362A2 (tr) | Yüksek mukavemetli mikro alaşımlı çelik | |
TR2021012361A2 (tr) | Yeni nesil mikro alaşımlı çelik | |
WO2023101641A1 (en) | High-strength micro-alloyed steel and related production method | |
TW201608040A (zh) | 雙相不銹鋼 | |
WO2023014332A1 (en) | High-strength micro-alloyed steel | |
WO2023101642A2 (en) | High-strength, low-alloy steel composition and related production method |