Eyüp YAYLACI

Otomotiv Sanayinde Kullanılan Mikroalaşımlı Çeliklerin Üretim Yöntemleri

Otomotiv Endüstrisi ve Çelik

Otomotiv endüstrisinde çelik kullanımı üretilen otomobil adeti ile yakından ilgilidir. Birçok endüstri alanı için itici güç olmayı sürdüren otomotiv endüstrisine bakıldığında bugün sadece Amerika’da yılda 18 milyon araba üretildiği görülmektedir. Kuzey Amerika’da sadece otomobiller için 16 milyon ton çelik kullanılmaktadır. Malzeme seçiminde en önemli parametreler hammadde ve proses maliyeti, kalite ve sağlamlık, sürekli malzeme temin edilebilirlik, mukavemet ve korozyon gibi fonksiyonel özellikler, üretim yöntemleri, oluşan atıklar ve geri dönüşebilirliktir. Çelik bu koşulların hemen hepsine olumlu yanıt vermektedir.

Otomobil kullanıcılarının ise, sosyal ve küresel istekleri gittikçe artmaktadır. Bu isteklerin başında:

• Doğal kaynakların korunması
• Yakıt tüketiminin azaltılması (araçların hafifletilmesi)
• Çevre kirliliğine karşı alınacak önlemler (CO2 egzoz gazının emisyonlarının azaltılması, HC, CO, NOx egzoz gazlarının emisyonlarının azaltılması)
• Kullanım güvenliğinin arttırılması
• Rahat kullanımın arttırılması

Çevre kirliliği ve doğal kaynakların, özellikle tükenebilir enerji kaynaklarının korunması birbiri içine geçmiş problemlerdir.

• Doğal kaynakların korunması
• Otomobillerin kullanım sürelerinin uzatılması
• Dayanıklılığının iyileştirilmesi
• Korozyon dayanımının iyileştirilmesi
• Yakıt kaynaklarının değiştirilmesi, geliştirilmesi
• Enerji kaynaklarının korunması
• Yakıt tüketiminin azaltılması
• Araçların hafifletilmesi
• Çevre kirliliğine karşı alınacak önlemler
• CO2 egzoz gazının emisyonlarının azaltılması
• HC, CO, NOx egzoz gazlarının emisyonlarının azaltılması
• Kullanım güvenliği
• Rahat kullanım kolaylıkları

Bunların içinde belki de çözümünde en sorunlu olan enerji kaynaklarının korunması için bir otomobilin geliştirilmesinde temel alınan 3 temel öğe vardır. Bunların başında yakıt tüketiminin azaltılması ve motor emisyonlarının başında gelen CO2 hacim oranının azaltılması gelmektedir. Bunun için yapılabilecekler ise;

• Motor ve sürüş sisteminin verimliliğinin arttırılması
• Running dayanımının azaltılması (Aerodynamik dizayn..vb)
• Otomobillerin hafifletilmesi
• Otomobil boyutlarının küçültülmesi
• Gövde yapısının değiştirilmesi
• Gövdede daha hafif malzemelerin kullanılması şeklinde tarif edilebilir.


Yeni Nesil Çelikler ve Otomotiv Endüstrisi

Otomotiv çelikleri literatürde birçok farklı şekilde tanımlanmıştır.Metalurjik açıdan ele alırsak yapılan genel sınıflandırma, düşük mukavemetli çelikler (IF ve Yumuşak Çelikler); konvansiyonel yüksek mukavemetli çelikler (C- Mn, fırınlama serleştirilmesi yapılmış, yüksek mukavemetli IF ve yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelikler); ve ileri teknoloji ürünü yüksek mukavemetli çelikler (çift fazlı, TRIP, kompleks fazlı ve martensitik çelikler) şeklindedir. Kullanılan ikinci bir sınıflandırma ise mekanik özelliklere, özellikle mukavemet değerlerine dayanmaktadır. Yüksek mukavemetli çelikler (HSS) 270 – 700 MPa çekme mukavemetine sahip çeliklerdir. Ultra yüksek mukavemetli çelikler (UHSS)ise 700 MPa’ dan daha yüksek çekme mukavemetine sahiptir .

Üçüncü sınıflandırma ise sadece yüzde uzama değerlerini dikkate alan bir sınıflandırmadır. Burada önemli olan nokta, AHSS çelik grubunun, HSS ve UHSS çelik ailelerine göre aynı mukavemet değerlerine sahip olmakla birlikte çok daha yüksek uzama göstermesidir.

Şekil 1.Artan mekanik mekanik özelliklerine bağlı olarak çeliklerin gelişimi

Şekil 1’de otomobiller için geliştirilen çeliklerin çekme mukavemeti-uzama değerlerine göre gösterdikleri gelişmeler görülmektedir. Bu şekillerden görüleceği üzere mukavemet artışına bağlı olarak Yüksek Mukavemetli Konvansiyonel Çelikler (HSS), İleri Teknoloji Ürünü Yüksek Mukavemetli Çelikler (AHSS) ve Yüksek mangan İçerikli Çelikler (HMS) sıralanır. AHSS çeliklerinin mikroyapısı çoklu faz içeriğine sahiptir ve eşsiz mekanik özellikler sağlayan bu yapı martensit, beynit ve kalıntı östenit fazlarını içermektedir.


Tablo 1- Hafif otomotiv malzemelerinin ağırlık kazancı ve birim fiyat karşılaştırması

HSS çelikleri ile kıyaslandığında AHSS çelikleri bütün olarak üstün dayanım ve şekillendirilebilme özellikleri sayesinde öne çıkmaktadır. Otomotiv endüstrisinde kullanılan çelikler aşağıdaki gibi sınıflandırılmaktadır.
• Düşük Karbonlu Çelikler (Low Carbon)
• Ezme Dayanımı Yüksek Çelikler (Dent Resistant)
• Yüksek Mukavemetli (High Strength)
• İleri Yüksek Mukavemetli Çelikler (AHSS)

Mikro Alaşımlı Çelikler

Alman DIN normuna göre çelik, herhangi bir işlemden geçmeden dövülebilen ve genellikle %1,7’den fazla karbon ihtiva etmeyen bir demir-karbon alaşımıdır.

Mikro alaşımlı çelikleri piyasada ve literatürlerde çoğu kez aşağıda verilen farklı isimler ve gösterimler altında görebiliriz.

• Mikro alaşımlı çelikler (Micro alloyed steel, Mikrolegierte stâhle)
• Perlitçe fakir çelikler (Perlitarme stâhle )
• İnce taneli çelikler (Feinkornbau stâhle )
• Yüksek dayanımlı düşük alaşımlı çelikler ( YDDA) (High strength low alloys steel HSL A-stâhle)
• Z StE – çelikleri veya ZE çelikleri

Yüksek dayanımlı düşük alaşımlı, YDDA yaygın adıyla tanınan mikro alaşımlı çelikler ABD’ de geliştirilmiş ve karbonlu yapı çeliklerinden daha yüksek dayanımları olan çeliklerdir.

Son kırk yılın üretilen miktar açısından en önemli gelişmesini gösteren mikro alaşımlı çelikler, öncelikle yapı çeliklerinin dayanım kapasitelerinin yetersizliği nedeniyle geliştirilmiştir. 70′ li yıllardan sonra hızlanan mikro alaşımlama çalışmaları sonucu oldukça geniş bir özellikler elde edilmiştir.

• Ana üretim tekniği olan kaynak kabiliyetinin geliştirilmesi
• Aynı zamanda dayanım ve tokluk özelliğinin arttırılması
• Ağırlığın azaltılması
• Maliyetin düşürülmesi

Mikro alaşımlama , adından da anlaşılacağı gibi , çok az miktarda alaşım elementi katkılarında bulunur. Genelde mikro alaşımlama çok düşük karbon içeren çeliklerden hemen hemen Ötektoid kompozisyonlu çeliklere kadar yapılır. Yaygın olarak kullanılan niyobyum (Nb), titanyum ( Ti) ve vanadyum (V) gibi elementler ( max. %0.25 toplam ) yalnız veya ikili ve üçlü kombinasyonlar halinde mikro yapı içersinde oluşturdukları karbonitrür çökeltileri ile tane boyutunu incelterek tokluğu ve dayanımı beraberce arttırır. İlave olarak gerçekleşen çökelti sertleşmesi mekanizmasıyla dayanım bir kez daha artar. Ayrıca alüminyum (Al), molibden (Mo) ve bor (B) da mikroalaşımlama için kullanılır.

Mikroalaşımlı çelikler aynı anda değişik sertleştirme mekanizmalarının ve uygun termomekanik işlemlerin uygulanması ile yüksek dayanım, yüksek tokluk, düşük sıcaklıkta gevrek kırılma emniyeti, mükemmel kaynaklanabilirlik ve korozyona dayanım gibi değişik, çok iyi özelliklere sahip bir malzeme grubudur. Yassı ve dövme mamuller şeklinde üretilirler. Uygulama yoğun olarak yassı mamullerde (gaz ve petrol boru hatları, off-shore konstrüksiyonlar ) gerçekleşir. Son yıllarda otomotiv endüstrisine yönelik dövme mamullerin üretiminde de bir gelişme vardır. Bugün, bu çelikler, kontrollü haddelenmiş plakalar, levhalar, profiller, dövme ürünleri olan çubuk ve barlarda kullanılmaktadır.

Yassı Ürünlerde mikro alaşımlamayla birlikte uygun bir termomekanik işlemin yapılması-gerekir. Kontrollü haddeleme ile gerçekleştirilen bu işlemde, genelde 1000° – 1200°C de yapılan ön deformasyona, düşük sıcaklıklarda ( 700° – 800°C ) nihai bir deformasyon eklenir. Haddeleme sonrası değişik soğuma hızlan kullanılarak mikro yapının ince taneli ferrit veya beynitten oluşması sağlanır. Soğuma şartlarına bağlı olarak az miktarda perlit veya martenzit de elde edilir. Yassı ürünlerdeki gelişme, standart yumuşak çeliklerden C-Mn tipi HSLA çeliklerine doğru olmuştur.

Mikro alaşımlı çeliklerinde alaşım elementi toplamı genellikle %2 değerini aşmaz. Çoğunda ise, mangan katılımları dışında, bu değer %0.1-0.2 arasındadır. Mikro alaşımlama metoduyla da günümüzde kullanılan C-Mn-(V/T:/Nb) tipi HSLA Çelikleri temel kompozisyon %0.05 – 0.15C, %0.3 Si ve % 1.5 Mn’ den oluşur.

Günümüzde 355 N/mm2Tik akma dayanımları için öncelikle normalize edilmiş haddelenmiş çelikler kullanılır. Normalize edilmiş haddelenmiş çelikler kimyasal kompozisyonları açısından normal tavlanmış, alüminyum içeren Si-Mn alaşımlı yapı çeliklerine benzer.

Termomekanik haddelenmiş çelikler Nb, Ti ve V elementlerinden birini veya kombinasyonunu içeren, karbon miktarı ortalama %0.10 seviyesine düşürülmüş yapı çelikleridir. Artan kalınlık (ve daha yüksek dayanımlar) için mangan miktarı artırılır ve/veya nikel ve bakır alaşımlanır. Hızlı soğurulmuş durumda karbon ortalama %0.07′ ye düşürülür. Genelde kaynak kabiliyeti açısından , gerekli karbonitrür çökelti dağılımım sağlayan Ti/Nb katkısı ilave edilir.

Mikro alaşımlı çeliklerin dayanım özellikleri ıslah edilmiş C-Mn-tipi yapı çeliklerine benzer. Ancak belirgin akma sınırı yanı sıra akma/çekme dayanım orantıları yüksektir. Mikro alaşımlı çeliklerin yüksek tokluğu, tamamen ince taneli yapılarından kaynaklanmaktadır. Mikro alaşımlı çeliklerin yüksek sıcaklık dayanım özelliği ile soğuk deformasyon ve yaşlanma gibi işlem özellikleri de 35 N/mm”‘ lik dayanım için standart normalize ve 500 N/ mm Tik dayanım için standart ıslah edilmiş C-Mn- tipi yapı çeliklerine benzer.

Tokluğun diğer göstergesi olan kırılma tokluğu, mikro alaşımlı çeliklerde konvansiyonel çeliklere oranla daha yüksektir.

Mikroalaşımlı çelikler genelde -100°C ’den 300°C ’ye kadar geniş bir sıcaklık aralığında kullanılırlar. Yüksek kırılma emniyetinin ve kötü şartlar altında bile güvenilir kaynaklanmanın arzulandığı yerlerde klasik yapı çeliklerinden çok üstün olmaları tercih nedenidir.Bu çelikler A 656 hariç köprü ve binalarda kullanılır. A 656 ise kamyon şasesi, krenoku, gibi yerlerde kullanılır. Fakat makine elemanları için kullanılmaz.

Mikroalaşımlı çeliklerin sınıfları:
1. Trip Çelikleri
2. Dual Fazlı Çelikler
3. Kompleks Fazlı Çelikler
4. Martensitik Çelikler
5. Mangan – Boron Çelikleri

Mikro Alaşımlı Çeliklerin Üretimi:

Mikro alaşımlı çeliklerin üretimindeki ana basamaklar aşağıda verilmiştir.

• Döküm
• Östenitleştirme
• Sıcak deformasyon
• Soğutma’ dır.

Üretilen pik demiri öncelikle Bessemer konverterü ile alaşımsız bir çelik haline getirtilir. Bessmer Konvertörü ile çeliği sıvı halde dökülebilecek şekilde ergiterek üreten eski bir usuldür. Thomas usulüne benzer tesis ve çalışma şartlarında çelik üretir. Ham demirde çok miktarda silisyum az miktarda fosfor ve kükürt bulunması istenir. Silisyum bu usulün ısı üreticisidir. Asidik bir cüruf halinde yanar. Bu nedenle fosfor ve kükürdü bağlayamaz. Fırının duvar yapısı da asidik kuvars kumundan meydana gelmiştir. Bu usulün avantajları: “bu yöntem ile kısa sürede çok miktarda çelik üretmek mümkündür”, “pikin bünyesindeki yabancı maddeler süratle yok edilebilir”. Usulün dezavantajları ise: “hurdanın ergime sıcaklığının yüksek olması nedeniyle bu yöntemde hurda işlenemez”, “yüksek oranda kükürt ve fosfor içeren ham demirden bu yöntemle çelik üretilemezdi”.

Bessemer konvertörü ile üretilen çelikte kalmış gaz ve yabancı maddelerin çıkarılabilmesi için işlenirler. Bunun içinde çelik vakum ünitesinde tekrardan eritilir. Vakum ünitesi vasıflı çelik üretiminin en önemli aşamalarından birisidir. Sıvı çelik bünyesindeki çözünmüş O2, H, N gazları çeliğin üretiminde hatalara sebep olan en önemli safsızlıkların başında gelmektedir. Bu gazlar, kalıntı oluşumundan çatlak oluşumuna kadar bir çok olumsuzluğa sebep verebilmektedir.

Sıvı çelik içinde çözünmüş olarak bulunan bu gazları çelikten ayırmak, argon gazı ile vakum altındaki etkili karıştırma ile sıvı çelikle curufu tam kontak haline getirerek sıvı çelik bünyesinden kalıntı ( inklüzyon ) uzaklaştırmak ve etkili S gidermek için vakum işlemi uygulanır. Bu vakum işlemi sırasında çeliğe mikro oranda alaşım elementleri ilave edilir ve akabinde bu alaşım elemanları çeliğin içerisinde istenilen şekilde çökertilir.

Sıcak-Haddelenmiş Mikroalaşımlı Çeliklerde Çökelme Mekanizmaları

Sıcak haddelemeden önce çelik ingotlar 1230 °C’nin üzerideki sıcaklıklarda ön ısıtma işlemine tabi tutulur ve sonuç olarak önemli bir miktarda karbonitrürler çözünür. Sıcak haddeleme sırasında sıcaklık düştüğünde karbonitrürler çözülemez olur ve sıcak haddeleme sırasında östenitte çökelir (Şekil 2).


Şekil 2 Sıcak haddeleme sırasında ince NbC (niobyum karbür) çökeltilerinin oluşumu. Küçük kalıntı östenit bölgeleri okla gösterilmiştir. (Siyah alan aydınlatma) (Elektron tnikrografı x 10.000.) (AfierA.T. Davenportprit, L.C. Brossard, and R.E. Miner 1. Met, June 1975, p. 21.)

Haddelenmenin başlangıcında ön ısıtma ile üretilen kaba östenit taneleri, her inceltme deformasyonun neden olduğunu yeniden kristalleşme ile boyut giderek düşürülür. Deformasyon nedenli karbonitrür parçacıkları, tane sınırlarını tutmakla yeniden kristalleşmiş tanelerin boyutunu küçültür, ikinci olarak, çökeltiler dislokasyon işlemleri ve alt tane sınırı göçünün neden olduğu ait yapıdaki değişikliği önlediği için sıcak haddelemenin son safhasında yeniden kristalleşmeyi geciktirir. Bu işlemlerin net etkisi gözleme tipi yapının üretilebilmesi için östenitin giderek artan yassılaşmasıdır. Bu yapı her birim hücre için normalde elde edilebilecek alandan daha fazla östenit tane sınırına sahiptir.

Ferrit başlıca östenit tane sınırlarında çekirdeklendiği için arttırılmış tane sınırı alanı ferrit için daha fazla çekirdek sağlar ve bu nedenle daha ince tane boyutuna neden olur. Son olarak sıcak haddeleme sırasında çökelmeden kalmış her hangi alaşım elementi oda sıcaklığına soğuma (plaka çelikler) veya kangal operasyonu (şerit çelikler) sırasında ferritte çökelecektir. Ferritte çökelme mîkroalaşımlı çeliklere ilave bir dayanım sağlayacaktır.

Nb, Ti ve V Karbürlerin ve Nitrürlerin Çökelmeleri

ÖSTENİTTE M(C, N) ÇÖKELME: Mikroalaşımlı çeliklerde prensip çökelen bileşik genel formülü M (C, N) YMK tipi faz (NaCl) dir. Faz, östenitte aşağıdaki ilişkiye göre çökelir.

(1OO)M(CN) // (100)y

Şekil 2 Bir % 0.1′C-% 1.3 Mn-% 0.1 Nb çeliği 1288 °C’de ön ısıtıldığında ve 870 °C’de sıcak haddelendiğinde ve haddelenme sıcaklığında 15 dakika yaşlandırıldığında östenitte oluşan ince NbC parçacıklarını göstermektedir.

FERRİTE M (C, N) ÇÖKELME: M (C, N) çökelmesi ferrit matriste ve y/a arayüzey sınırlarında da olabilir. Aşırı doymuş ferritle M (C, N)’nin çökelmesi için aşağıdaki ilişki belirlenmiştir.

(100)MC // (100) α
Şekil 3. Su verilmiş ve temperjenmiş Nb düşük karbonlu çeliklerde, ferritte çekirdeklenmiş NbC parçacıklarını göstermektedir.

Şekil 3. Su verilmiş ve temperlenmiş Nb mikroalaşımlı çeliklerde ferrit matrisle çökelmiş ince NbC çökeltileri (x 110.000) (After A.T. Davenport, 1~C. Brassard, and K.E. Miner J. Mef.June, 1975. p. 21.)


Şekil 4. V içeren normalize edilmiş çelikte arayüzey çökelmesi ite oluşan bir VÇ parçacıklar kolonisi (X25.000) (After A.T. Davenport, L.C. Brassard, and K.B. Miner, J. Met.. June 1975. p. 21.)

y/a arayüzey sınırlarında çekirdeklenen M(C, N) çökeltileri yukarıda tarif edildiği gibi ferritle aynı çekirdeklenme oriyantasyonunda oluşur ve levha şeklinde sıralarla uzanır. Bunun düzlemi çekirdeklenme sırasında arayüzey sınır pozisyonunu belirler. Bu arayüzey çökeltiler bazen çökelti sırası olarak görünür. (Şekil4) Bunlar, normalize edilmiş mîkroalaşımlı çeliklerde VC ile oluşur.


Mikroalaşımla Çeliklerin Tane İnceltme ve Alt Tanelerle Mukavemetlenmesi

Mikroalaşımlı çelikler ince iane boyutu ve ince alt tane boyutu ile belirli düzeylere de mukavemetlendirilir. Şekil 5. 50 ve 80 ksi niobyum çeliklerinin tane boyutunu karşılaştırmaktadır. Tane boyutu, mikroalaşımlı çeliklerin arttırılmış dayanıma sadece katkıda bulunan bir faktör olmakla beraber ince tane boyutundan dolayı alt akma dayanımında biraz artış vardır.

Şekil 5. 50. ve 80. ksi mikroalaşımlı niohyum çeliklerin optik mikroyapıları (After P.I. Manganan ve W.E. lleitman Microallaying 75, t unum Carbide Co, New York, 1977, p. 59.)

Buna karşın arttırılmış dayanıma daha büyük bir yapısal kombinasyon daha ince bir alt tane yapısından kaynaklanır. Şekil 3 alt tane yapısını inceltmeden dolayı akma dayanımındaki giderek artan artışı göstermektedir. Bu artışın alt tane boyutuna ve alt taneli tanelerin kısmı hacmine bağlı olduğu görülmüştür.

Bu nedenle mikroalaşımlı çelikler, tane inceltmesi, alt tane oluşumu ve çökelti mukavemetlenmesi ile mukavemetlendirilirler. Karbonitrür çökeltilerden kaynaklanan mukavemetlenme miktarı, ilave edilen niobyum miktarlarına, haddelenmeyi bitirme sıcaklığına ve deformasyon miktarına bağlıdır.

Çift Fazlı Çelikler

Çift farzlı çelikler, yumuşak sünek ferrit matriste yaklaşık % 20 sert martensit parçacıklarının karışımından oluşan bir mikro yapı ile karakterize edilmiş yüksek dayan mıh düşük alaşımlı (HSLA) çeliklerinin yeni sınıfıdır (Şekil 6)

Şekil 6

Çift faz terimi, mikroyapıda küçük miktarlarda beynit perlit ve kalıntı östenit bulunmakla beraber esasen iki faz ferrit ve martensitin varlığına işaret etmektedir. Çift fazlı çelikler nispeten yüksek çekme dayanımına, devamlı akma davranışına, % 0.2 düşük deneme akma dayanımlarına ve benzer yüksek dayanımına sahip düşük alaşımlı çeliklerden daha yüksek toplam uzamaya sahiptir.

Şimdilerde üretilen çift faz çeliklerin kimyasal kompozisyonları Tablo 1′de verilmiştir. Genelde bu çelikler nokta kaynağına izin veren yaklaşık % 0.06-0.12 C’na sahiptir. Yaklaşık % 0.4-2.5 mangan miktarı hızlı soğutma sonucu martensitin oluşumunu garanti eder. Bazan % 0.6 kadar krom ve % 0.4′e kadar molibden bazı durumlarda, martensit oluşumundan daha da emin olmak için ilave edilir. Küçük miktarlardaki vanadyum ve titanyum çökelti sertleşmesini sağlamak ve/veya tane boyutunu kontrol etmek için ilave edilebilir.


Tablo 2 : Tipik Çift Fazlı Çelik Kompozitleri

Çift fazlı çelikler, ilk olarak genellikle 720-780 °C aralığında kritik tavlama ile sürekli tavlama veya kutu tavlama işlemleriyle üretilir. Östenit – ferrit yapısı tavlama ile elde edilir daha sonra küçük miktarlarda beynit perlit ve kalıntı östenitli ferrit ve martensit karışımı üretmek için su verilir.Şerit çelikler sürekli tavlamadan sonra hızla soğutulabilir ancak kutu tavlama ısıtma zamanı uzun ve soğutma hızı yavaştır. Genelde kutu tavlanmış çeliklerin Mn ve Si içerikleri aynı karbon içerikli sürekli tavlanmış çeliklerden çok daha fazladır.

Genelde, çift faz ferrit-martensit çeliklerin belirgin bir akma noktası yoktur. Yüksek kalıntı gerilimleri (su vermeden dolayı) ve ferritteki yüksek hareketli (mobil) dislokasyon yoğunluğu plastik gerinimin düşük plastik gerinimlerde kolaylıkla gerçekleşmesini sağlar. Sonuç olarak akma, ferritte pek çok bölgede olur ve kesintili akma engellenir. Çift fazlı çeliklerin başlangıç pekleşme hızı yüksektir ve bu, aynı dayanım seviyesindeki diğer HSLA çeliklerine nazaran yüksek dayanım ve iyi şekillendirilebilirliğe neden olur. Çift fazlı çeliklerin iyileştirilmiş sünekliği pek çok nedene atfedilmiştir. Bunlar, ferritin düşük karbon içeriğini, martensit fazının plastisitisini ve kalıntı östenit miktarını içermektedir. Bu faktörlerden kalıntı östenit miktarı ve kalıntı östenitin plastik deformasyon sırasında dönüşümünün ana sebep olduğu düşünülmektedir. Genelde çift fazlı çelikler oda sıcaklığında yaşlanmaz ve 220 °C’ye kadar olan sıcaklıklarda yavaş yaşlanma davranışı sergiler. Çift-fazlı çelikler otomobillerde tampon ve destek direkleri gibi yüksek dayanım ve iyi şekillendirilebilirlik gerektiren uygulamalar için kullanılır.

Çift Fazlı Çeliklerin Üretimi

Bu tip çelikler, ya sürekli tavlamalı veya kutu tavlamalı interkritik ısıl işlem ile üretilirler. Sürekli tavlamada çelik kısa bir sürede (30 s) interkritik sıcaklık bölgesine ısıtılır ve ferrit+östenitten oluşan bir yapı elde edilir. Daha sonra elde edilen bu yapı kutu tavlamaya gönderilir. Kutu tavlama; sürekli tavlamaya benzer, fakat ısıtma süresi fazla ve soğuma hızları daha yavaştır. Bu işlem 3 saat civarında sürer ve sıcaklık saat başına 10 °C arttırılır. Bu işlemi takiben, saniyede 6 °Clik hızlı bir soğutma ile ferrit+östenit karışımı olan yapı, ferrit+martensit yapısına dönüştürülür. Yavaş soğuma hızları nedeniyle, kutu tavlama için yüksek alaşım elementi içeriğine sahip çeliklere ihtiyaç vardır.Yüksek manganez içeriğine olan bu ihtiyaç, çeliğin maliyetini arttırmakta ve malzeme özelliklerinde değişimlere sebep olan segregasyon sorununa neden olmaktadır.

Kaynaklar:

1. Çeliklerin Metalurjik Dizaynı; Doç. Dr. Adnan TEKİN
2. Çelik ve Isıl İşlem El Kitabı; Prof. Dr. Ali TOPBAŞ
3. Mühendislik Alaşımlarının Yapı ve Özellikleri Cilt 1 Prof. William F. SMITH University of Central Florida
4. Demir Çelik Üretiminde Yeni Teknolojiler Ders Notu, Yrd. Doç. Dr. Akın Akıncı
5. http://www.cemtas.com.tr/celikhane.html
6. http://www.nuveforum.net/1005-metalurji/54036-celik-uretimi-tarihce-acik-ocak-temel-oksijen-celigi-elektrikli-firin-celigi-dokum/
7. Dumlupınar Üniversitesi Malzeme Bilgisi Ders Notları – Dr. -Ing. Rahmi ÜNAL
8. http://en.wikipedia.org/wiki/Microalloyed_steel
9. http://steel.keytometals.com/Articles/Art87.htm
10. Galvanizli Kromatlı Mikroalaşımlı Çeliklerin Elektirk Direnç Nokta Kaynağında Uygun Hasar Modunun Tespiti , Doktora Tezi , Y.Mühendis Salim ASLANLAR OCAK 1999
11. http://www.fandmmag.com/print/Fabricating-and-Metalworking/A-NEW-ROLE-FOR-MICROALLOYED-STEELS/1$3538
12. http://www.muhendisiz.net/viewtopic.php?t=5003
13. http://www.muhendisiz.net/viewtopic.php?t=5490
14. http://en.wikipedia.org/wiki/Bessemer_process
15. http://makinecim.com/bilgi_5803_YENI-NESIL-CELIKLER-VE-OTOMOTIV-ENDUSTRISI

Yazan: Eyüp YAYLACI