Toz metalurjisi ile üretilen alaşımlı çeliklerin mikroyapı ve mekanik özellikleri

Abstract

Bu çalışmada, iki farklı nikel oranına sahip Fe-Ni-Cu-Mo-C distaloy toz içerisine farklı oranlarda ferro molibden, bakır, grafit ve ferro bor tozları ilave edilmiş ve toz metalurjisi (T/M) yöntemi ile toplamda 12 farklı kompozisyona sahip alaşımlı T/M çelik malzeme üretilmiştir. Sinterleme 1120°C'de ve parçalanmış amonyak atmosferinde, 30 dakikada gerçekleştirilmiştir. İlave tozların, üretilen alaşımlı çelik malzemelerin mikroyapı, aşınma direnci, sertlik, kırılma tokluğu ve eğilme dayanımı gibi mekanik özelliklerine etkileri araştırılmıştır. Mikroyapı çalışmaları, XRD, optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. Mekanik deneylerde elde edilen kırılma ve aşınma yüzeyleri SEM ile incelenmiştir. Mikroyapı çalışmalarında noktasal ve bölgesel enerji dağılımı spektrometre (EDS) element analizleri yapılmıştır. Bor, demir esaslı toz malzemelerin sıvı faz sinterlemesi mekanizmasına katkıda bulunarak yoğunluk artışına katkı sağlayan element olarak değerlendirilmekte olup, sinterleme sıcaklığının düşüklüğü nedeni ile yeterli sıvı faz oluşturamamasından dolayı, bor içeren T/M malzemelerde düşük sertlik değerleri ve düşük aşınma direnci değerleri elde edilmiştir. Başlangıç tozu içerisine ilave edilen alaşım elementlerinin mikroyapı ve mekanik özellikleri etkilediği gözlenmiştir. Özellikle grafit ve bakır ilavesi sertliği ve aşınma direncini arttırmakta; fakat karbon artışı ile kırılma tokluğu değerlerinde düşüş gözlenmektedir.