304L ve S355J2C+N çeliklerinin TIG kaynak yöntemi ile birleştirilmesinin mikroyapı ve mekanik özellikler bakımından incelenmesi
Investigation of joining 304L and S355J2C+N steels with TIG welding in terms of microstructure and mechanical properties
- Tez No: 738159
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜRKAN İRSEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Mekanik özellikler, Mikroyapı, Tungsten, Mechanical properties, Microstructure, Tungsten
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Trakya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, S355J2C+N ve 304L çeliklerinin TIG kaynak yöntemi ile birleştirilmesinin mikroyapı ve mekanik özellikler bakımından araştırılmasını bildirmektedir. Farklı üstün özelliklere sahip iki ana metalin birleşimi ile oluşan kaynak bölgesi, ısıdan etkilenen iki ana metalin mikroyapılarının mekanik özelliklere etkileri araştırılmıştır. Optik incelemede, optik mikroskop (OM), alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FESEM), enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi (EDX), X-ray difraksiyonu (XRD) analizleri uygulanmıştır. Mekanik deneyler, mikrosertlik (HV 0.1), eğme, Charpy V-Notch darbe, çekme gibi testler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Optik incelemede S355J2C+N ana metalin ortalama tane boyutu 5.35 ± 1 µm, 304L ana metalin ortalama tane boyutu ise 35 ± 5 µm olarak ölçülmüştür. Kaynak bölgesinin mikroyapısı heterojen bir yapı sergilemiştir. TIG kaynak işleminden sonra ısı tesiri altında kalan bölgede (ITAB) 304L için ortalama tane boyutu 41 ± 6 µm, S355J2C+N için ise 5.47 ± 1 µm' dir. Vickers mikrosertlik değerleri, 304L ana metalde ~222 ± 10 HV, S355J2C+N ana metaline ait sertlik değeri ~187 ± 10 HV olarak ölçülmüştür. Kaynak merkezinin sertliği ise en yüksek sertliğe sahip olup ~302 ± 10 HV olarak tespit edilmiştir. Çekme testinde, enine yönden çıkarılan numunelerde gözlemlenen en yüksek çekme dayanımı 534.88 ± 10 MPa'dır. Enine yönden çıkarılan numunede kopma pozisyonu S355J2C+N ITAB bölgesinden gerçekleşmiştir. Boyuna yönünden çıkarılan numunenin en yüksek çekme dayanımı 601.29 ± 15 MPa'dır. Ana metal 304L çekme dayanımı 611.46 ± 14 MPa olarak ölçülürken, ana metal S355J2C+N çekme dayanımı 551.96 ± 9 MPa olarak ölçülmüştür. Eğme testinde, 304L ve S355J2C+N ana metallerinin eğme kuvvetleri sırasıyla 27.175 ± 4 kN ve 28.480 ± 2 kN olarak ölçüldü. Enine yönünden kesilen kaynaklı numunelerin eğme kuvveti 28.245 ± 2 kN iken boyuna yönünden kesilen kaynaklı numunelerin eğme kuvveti ise 31.380 ± 2 kN olarak ölçülmüştür. Tungsten inert ark kaynağı, paslanmaz ve karbon çeliğinin birleşiminde mukavemet, sızdırmazlık ve tokluk gibi iyi özellikler sağladı ve bu kaynak yöntemi bu iki farklı metalin başarılı biçimde birleştirilmesi için uygun olduğu belirlendi. Böylelikle benzer olmayan paslanmaz çelik ve karbon çeliğinin farklı malzemeler kullanılmak istenen karmaşık sistemlerde kolaylıkla kullanılabileceği tespit edildi.
Özet (Çeviri)
This thesis reports the investigation of the joining of S355J2C+N and 304L steels by TIG welding method in terms of microstructure and mechanical properties. The effects of the microstructures of the two heat-affected base metals on the mechanical properties of the weld zone formed by the combination of two base metals with different superior properties were investigated. In optical examination, optical microscope (OM), field emission scanning electron microscope (FESEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray diffraction (XRD) analyzes were applied. Mechanical tests were carried out using tests such as microhardness (HV 0.1), bending, Charpy V-Notch impact, tensile. In optical examination, the average grain size of S355J2C+N base metal was 5.35 ± 1 µm, and the mean grain size of 304L base metal was 35 ± 5 µm. The microstructure of the welding region exhibited a heterogeneous structure. After TIG welding, the average grain size in the 304L heat affected zone (HAZ) is 41 ± 6 µm, and the average grain size in the S355J2C+N heat affected zone (HAZ) is 5.47 ± 1 µm. Vickers microhardness values were measured ~222 ± 10 HV for the 304L base material, and ~187 ± 10 HV for the S355J2C+N base material. The hardness value of the weld center has the highest hardness and was measured as ~302 ± 10 HV. In the tensile test, the highest tensile strength observed in the specimens extracted from the transverse direction is 534.88 ± 10 MPa. The rupture position of the specimen extracted from the transverse direction was from the S355J2C+N HAZ. The highest tensile strength of the sample extracted from the longitudinal direction is 601.29 ± 15 MPa. While the tensile strength of the base metal 304L was measured as 611.46 ± 14 MPa, the tensile strength of the base metal S355J2C+N was measured as 551.96 ± 9 MPa. In the bending test, the bending forces of 304L and S355J2C+N base metals were measured as 27.175 ± 4 kN and 28.480 ± 2 kN, respectively. While the bending force of the welded samples cut from the transverse direction was 28.245 ± 2 kN, the bending force of the welded samples cut from the longitudinal direction was measured as 31.380 ± 2 kN. Tungsten inert arc welding provided good properties such as strength, sealing and toughness in the combination of stainless and carbon steel, and this welding method was determined to be suitable for the successful joining of these two dissimilar metals. Thus, it has been determined that dissimilar stainless steel and carbon steel can be easily used in complex systems where different materials are desired.
Benzer Tezler
- Gümüş ve titanyum ara katman kullanımıyla 304L paslanmaz çelik–soda kireç silikat cam birleştirmesi
Joining 304L stainless steel to soda lime silicate glass by using silver and titanium interlayers
BORA YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA BURAK TELLİ
- Paslanmaz 304L krom alaşımlı çelik parçaların elektrik ark ve gaz altı kaynakları ile, demir, krom elektrotlar, demir, krom teller kullanılarak gerçekleştirilen kaynak bölgelerinin X-ışınları toz kırınım yöntemi ile yapısal özelliklerinin ve çekme/basma testi ile mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of structural characteristics by the X-ray powder diffraction method and mechanical properties with tensile / compression test for the stainless 304L chrome alloy steel parts with electric arc and gas welding, which are done by using iron and chrome electrodes, iron and chrome wires
BÜLENT BALBAŞIO
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET AKKURT
- Savunma sanayiinde kullanılabilen aısı 304l paslanmaz çeliğinin katı borlama ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characteristics of aisi 304l stainless steel used in defense industry with solid boring
ABDULKADİR BİRDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Savunma ve Savunma TeknolojileriKırıkkale ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞULE OCAK ARAZ
- Nanokristal yapılı 304L paslanmaz çeliğinin termal kararlılığına ve sertliğine Hf etkisinin araştırılması
Investigation of thermal stability and hardness of nanocrystalline 304L stainless steel with Hf additions
AYŞE BÜŞRA YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN KOTAN
- AH36 ve AISI 304L çeliklerinin farklı kaynak yöntemleriyle birleştirilmesinde kaynak parametrelerinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of different welding parameters on the microstructure and mechanical properties of AH36 and AISI 304L steels joined by different welding methods
HASAN ISPARTALI
Doktora
Türkçe
2026
Mühendislik BilimleriIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMakine ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN ÇALIK