The effects of strong carbide forming elements on the microstructure and wear behaviour of ferritic stainlees steel

Sert karbür oluşturan metallerin ferritik paslanmaz çeliğin iç yapı ve aşınma davranışına etkileri

Abstract

In this study the effects of stabilizing elememts such as Nb, Ti, Mo and V and homegenization on the microsutructure and wear resistance of % 17 Cr ferritic stainless steel without nickel were investigated. With this aim the specimens were applied scanning elect.on microscopy (SEM), energy dispersive Spectroscopy (EDS), X-Ray diffraction, microhardness measurements, Charpy V- notch impact and pin-on-disc wear tests. In these steels M23C6, NbC, TiC, MoC, VC and a phases were founded. The addition of carbide forming elements increased the microhardness and wear resistance in both non-heat treated and homogenized specimens while toughness did not changed very much. The vast majority of M23C6 carbides dissolved during homogenizing. Some remained undissolved carbides accumulated around alloying elements. But in the specimen including 17 % Cr, nearly non of M23C6 carbides dissolved because of the insufficient homogenizing (1/2 hours). With the increase of microhardness of the specimens, the wear resistances increased linearly too. In this steel, carbide formers such as Ti, Mo, V ve Nb were increased wear resistance considerably.

Özet

Bu çalışmada; % 17 Cr içeren ve nikel elementi içermediği için ucuz olan ferritik paslanmaz çeliğin mikroyapısı ve aşınma direnci üzerine Nb, Ti, Mo ve V gibi sert karbür oluşturan elementlerin ve homojenleştirmenin etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla numunelere; taramalı elektron mikroskobu (SEM), noktasal analiz (EDS), X-ışınları difraksiyonu mikrosertlik, çentik darbe tokluğu ve pin-on-disk aşınma testleri uygulanmıştır. Bu çeliklerde M23C6 (Cr 23C6), NbC, TiC, MoC, VC ve sigma (er) fazı tespit edilmiştir. Stabilize elementlerin ilavesinin işlemsiz ve homojenleştirilmiş bütün numunelerde mikrosertlik ve aşınma direncini arttırdığı, tokluğu ise pek fazla değiştirmediği gözlenmiştir. Homojenleştirmeden sonra M23C6 karbürleri büyük oranda çözünme, çözünmeyenler de diğer alaşım elementleri çevresinde kararlı hale gelmiştir. Ancak % 17 Cr içeren numunede 1/2 saatlik homojenleştirme yetersiz olduğundan M23C6 karbürleri hemen hemen hiç çözülmemiştir. Numunelerin mikrosertliğinin yükselmesine bağlı olarak aşınma direnci de lineer bir şekilde artış göstermiştir. Bu tür çeliklerde, Ti , Mo, V ve Nb elementlerinin oluşturduğu karbürlerin aşınma direncini'oldukça arttırdığı sonucuna varılmıştır.