Çelikte tellür ilavesinin MnS inklüzyon morfolojisine ve işlenebilirliğe etkisi
Effect of tellurium addition on MnS inclusion morphology and machinability of steel
- Tez No: 1011199
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NAZLI AKÇAMLI KAYA, PROF. DR. ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Teknolojileri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, çeliğe tellür (Te) ilavesinin mangan sülfür (MnS) inklüzyonlarının morfolojisi üzerindeki etkileri ve bu etkilerin çeliğin işlenebilirlik davranışıyla olan ilişkisi deneysel olarak incelenmiştir. Günümüzde talaşlı imalat gerektiren otomotiv, makine ve enerji gibi sektörlerde çeliklerden yalnızca yeterli mekanik dayanım değil, aynı zamanda yüksek ve öngörülebilir işlenebilirlik performansı da beklenmektedir. İşlenebilirlik; kesme kuvvetleri, talaş morfolojisi, yüzey kalitesi ve takım ömrü gibi parametrelerle değerlendirilmektedir ve bu parametreler büyük ölçüde çeliğin metalik olmayan inklüzyon karakteristiğinden etkilenmektedir. Özellikle MnS inklüzyonları, talaş kırılmasını kolaylaştırmaları nedeniyle işlenebilirlik açısından kritik bir rol oynamaktadır. Ancak MnS inklüzyonlarının işlenebilirliğe katkısı, yalnızca miktarlarına değil, aynı zamanda morfolojilerine ve yapıdaki dağılımlarına da bağlıdır. Bu çalışma kapsamında, tellür ilavesinin MnS inklüzyonlarının morfolojisini nasıl değiştirdiği ve bu değişimin işlenebilirlik davranışına olan etkisi sistematik olarak araştırılmıştır. Farklı tellür içeriklerine sahip çelikler hem laboratuvar ölçeğinde hem de prototip üretim ölçeğinde üretilmiştir. Üretim süreçlerinde kimyasal bileşimler kontrol altına alınmış ve özellikle tellür/kükürt (Te/S) oranının inklüzyon karakteristiği üzerindeki rolü değerlendirilmiştir. Üretilen numunelerde kimyasal analizler gerçekleştirilmiş, mikroyapı ve inklüzyon incelemeleri metalografik yöntemler kullanılarak yapılmıştır. MnS inklüzyonlarının boyut, şekil, en-boy oranı ve dağılım özellikleri görüntü analiz yazımıyla nicel olarak belirlenmiştir. İşlenebilirlik performansının değerlendirilmesi amacıyla, talaşlı imalat deneyleri gerçekleştirilmiş ve kesme kuvvetleri dinamometre yardımıyla ölçülmüştür. Elde edilen kesme kuvvetleri ve oluşan talaş morfolojisi gözlemleri ile birlikte değerlendirilmiştir. Ayrıca, mekanik testler yardımıyla tellür ilavesinin temel mekanik özellikler üzerindeki etkileri de incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, tellür ilavesinin MnS inklüzyonlarının morfolojisini belirgin şekilde değiştirdiğini göstermiştir. Tellür ilavesiyle birlikte MnS inklüzyonlarının en-boy oranı düşük ve homojen dağılmış bir yapı sergilediği, mangan sülfür-mangan tellürür (MnS-MnTe) kompleks inklüzyon oluşumunun teşvik edildiği belirlenmiştir. Bu morfolojik dönüşümün, özellikle haddeleme sonrası uzamış ve şerit benzeri MnS yapılarının oluşumunu sınırladığı gözlemlenmiştir. İşlenebilirlik testleri sonucunda, tellür içeren çeliklerde kesme kuvvetlerinin azaldığı, talaş morfolojisinin iyileştiği ve daha kararlı bir işleme süreci elde edildiği tespit edilmiştir. Mekanik özellikler açısından ise tellür ilavesinin, uygun oranlarda kullanıldığında, çeliğin genel mekanik performansı üzerinde olumsuz bir etki yaratmadığı görülmüştür. Sonuç olarak bu tez çalışması, tellür ilavesiyle MnS inklüzyon morfolojisinin etkin bir şekilde kontrol edebildiğini ve bu kontrolün çeliğin işlenebilirlik performansını iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, çelikteki kükürt oranına bağlı olmakla birlikte miktarı optimize edilmiş tellür ilavesinin, özellikle yüksek işlenebilirlik gerektiren çelik kalitelerinin tasarımında etkin bir inklüzyon modifikasyon yöntemi olarak değerlendirilebileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the effects of tellurium (Te) addition to steel on the morphology of manganese sulfide (MnS) inclusions and the relationship between these effects and the machinability behavior of steel were experimentally investigated. Today, in sectors such as automotive, machinery, and energy that require machining operations, steels are expected to exhibit not only adequate mechanical strength but also high and predictable machinability performance. Machinability is evaluated using parameters such as cutting forces, chip morphology, surface quality, and tool life, and these parameters are largely influenced by the characteristics of non-metallic inclusions in steel. In particular, MnS inclusions play a critical role in machinability by facilitating chip breakage. However, the contribution of MnS inclusions to machinability depends not only on their amount but also on their morphology and distribution. Within the scope of this study, the way tellurium addition alters the morphology of MnS inclusions and the effects of this alteration on machinability performance were systematically investigated. Steels with different tellurium contents were produced at both laboratory scale and prototype production scale. During the production processes, chemical compositions were controlled, and special emphasis was placed on evaluating the role of the tellurium/sulfur (Te/S) ratio on inclusion characteristics. Chemical analyses were performed on the produced samples, while microstructural and inclusion examinations were carried out using metallographic methods. The size, shape, aspect ratio, and distribution characteristics of MnS inclusions were quantitatively determined through image analysis software. To evaluate machinability performance, machining tests were conducted, and cutting forces were measured using a dynamometer. The obtained cutting forces were evaluated together with observations of chip morphology. In addition, the effects of tellurium addition on the fundamental mechanical properties were investigated through mechanical testing. The results demonstrated that tellurium addition significantly modifies the morphology of MnS inclusions. With tellurium addition, MnS inclusions exhibited lower aspect ratios and a more homogeneous distribution, and the formation of manganese sulfide-manganese telluride (MnS-MnTe) complex inclusions was promoted. This morphological transformation was observed to limit the formation of elongated and band-like MnS structures, particularly after rolling. As a result of machinability tests, it was determined that cutting forces decreased, chip morphology improved, and a more stable machining process was achieved in tellurium containing steels. From the standpoint of mechanical properties, it was observed that tellurium addition, when applied at appropriate levels, did not have an adverse effect on the overall mechanical performance of the steel. In conclusion, this thesis demonstrates that tellurium addition can effectively control MnS inclusion morphology and that such control leads to an improvement in the machinability performance of steel. The findings indicate that, while dependent on the sulfur content of the steel, optimized tellurium addition can be considered an effective inclusion modification method, particularly in the design of steel grades requiring high machinability.
Benzer Tezler
- Manyetik kuvvetler yardımı ile üst birinci molar distalizasyonunun incelenmesi
Başlık çevirisi yok
ERAY ERDOĞAN
- Konvansiyonel ve CAD-CAM teknik ile hazırlanan sabit retainer tellerinin, gingival dokular üzerindeki etkilerinin ve başarı oranlarının kısa dönem karşılaştırılması
Short term comparison of effects on gingival tissues and success rate of fixed retainer wires prepared with conventional and CAD-CAM technique
YASEMİN KARTAL
Doktora
Türkçe
2018
Diş HekimliğiBaşkent ÜniversitesiOrtodonti Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURÇAK KAYA
PROF. DR. ÖMÜR POLAT ÖZSOY
- Doğal gaz boru hatları için yüksek gerilimli kaynak ana malzemesi teknolojisinin geliştirilmesi (BORKAY)
Developing welding process and filler materials for high strength natural gas pipeline steels (BORKAY)
EMRE BAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İ. YILMAZ TAPTIK
- 6XXX alüminyum alaşımlarının soğuk metal transferi ile birleştirilebilirliğinin incelenmesi
Investigation of the combinability of 6XXX aluminum alloys to cold metal transfer
ŞAFAK IŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR ÖZSARAÇ
- Çeltikte farklı tuz konsantrasyonlarında bazı agronomik karakterlerin varyasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLNAZ AGAR