AISI 316 serisi ostenitik paslanmaz çeliklerde kaynak parametrilerinin nufuziyete ve mekanik özelliklere etkisi

Abstract

Anahtar kelimeler: Kaynak Parametreleri, Mekanik Özellikler, Mikroyapı, Nufuziyet, Ostenitik Paslanmaz Çelikler, TIG, YorulmaBu çalışmada, kaynak akımı değeri, akım türü ve kaynak hızı gibi kaynak parametrelerin kaynak nufuziyetine, mekanik özelliklere ve mikroyapıya olan etkileri araştırılmıştır. Çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada, AISI 316 ve AISI 316Ti ostenitik paslanmaz çelik malzemelerin üzerine otomatik TIG (Tungsten Inert Gaz) kaynak cihazı ile telli ve telsiz olarak düz dikişler çekilmiş, kaynak parametrelerin kaynaklı malzemenin nufuziyetine, sertlik dağılımına ve mikroyapısına etkileri araştırılmıştır. İkinci aşamada ise, farklı kaynak parametrelerinde TIG kaynak yöntemi ile ER 316LSi ilave metal kullanılarak yatay pozisyonda birleştirilen AISI 316 ve AISI 316Ti ostenitik paslanmaz çelik malzemelerde, kaynak parametrelerinin sertlik dağılımı, çekme dayanımı, çentik darbe tokluğu ve yorulma davranışları gibi mekanik özellikler ile mikroyapıya etkileri araştırılmıştır. Yorulma deneylerinin yapılabilmesi amacıyla eğme yorulma cihazı tasarlanmış ve imal edilmiştir. Nufiziyet ve mikroyapı incelemelerinde stero mikroskop, optik mikroskop ve tarama elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. SEM çalışmalarında mekanik deneylerde oluşan kırılma yüzey morfolojileri incelenmiş. Seçilen bazı numunelere noktasal ve çizgisel enerji dağılımı spektrometre (EDS) analizleri uygulanmıştır.Deneysel çalışmalarda hem kaynak parametrelerinin hem de paslanmaz çelik malzemelerin kimyasal kompozisyonlarının nufuziyet değerlerini etkilediği, Titanyum içeren ostenitik paslanmaz çeliklerde daha derin nufuziyetlerin elde edildiği, nufuziyet derinliğinin akım değerlerindeki artışa bağlı olarak arttığı, darbeli akım türünün normal akıma göre nufuziyet derinliğine olumsuz etkilediği görülmektedir. Ayrıca, kaynak parametreleri sertlik değerlerini, kaynak metalinin mikroyapısını da etkilemektedir. TIG kaynak yöntemi ile birleştirilen ostenitik paslanmaz çeliklerde kaynak parametrelerinin mikroyapıya, sertlik dağılımına, çekme dayanımına, çentik darbe tokluğuna ve yorulma davranışlarına etki ettiği görülmüştür. TIG kaynak yöntemi ile birleştirilen farklı türlerdeki ostenitik paslanmaz çelikler farklı mekanik davranışlar gösterdiklerinden, kaynak parametrelerinin seçiminde paslanmaz çeliklerin komposizyonları dikkate alınmalıdır. Çünkü, sadece uygun kaynak parametreleri seçilerek birleştirilen paslanmaz çelikler optimum mekanik özellikler elde edilebilmektedir.

Key Words: GTAW, Fatigue, Mechanical properties, Microstructure, Penetration, Shielding gases, Stainless steel, Welding ParametersIn this study, the effects of the welding parameters such as welding current, types of currents and welding speeds on penetrations, mechanical properties and microstructures of AISI 316 and AISI 316Ti types of austenitic stainless steels by automatic Gas tungsten arc welding (GTAW) methods were investigated. The study has been carried out in two stages. In the first stage, welding has been performed on the surface of the austenitic stainless steels by GTAW with and without using filler materials and then the effects of those parameters on penetrations and microhardness and microstructures were examined. In the second stage, the effect of welding parameters on microhardness, tensile strength, Charpy v notch impact test, fatigue behaviours and microstructures of the two types of austenitic stainless steels by automatic GTAW method at but joined and flat position using ER 316LSi filler materials. Bending test machine were also designed and manufactured to do fatigue tests. Stereo and optical microscopes were used for measuring penetration depts and basic microstructural examinations. Scanning electron microscope (SEM) studies were carried out for examination of fracture surface morphologies of some of samples exposed mechanical tests. Point and linear elemental energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis were applied on some of selected samples.The experimental results showed that both welding parameters and chemical compositions of the stainless steels had influences on penetrations. Deeper penetrations were observed in the austenitic stainless steels contained titanium. Dept of penetration increased depending on increasing of welding current. Pulsed current had negative affection on penetration compared with normal current. Besides, welding parameters also affected on microstructure, microhardness, tensile strength, toughness and fatigue behaviours of the weldments. Due to fact that two types of austenitic stainless steels show different mechanical behaviours, the composition of the stainless steels should be taken into account during selection of the welding parameters. Better mechanical properties of the weldments can be obtained with only selection of optimum parameters during welding process.