304-430 paslanmaz çeliklerin bakır aratabaka kullanılarak difüzyon kaynağı ile birleştirilmesi ve kaynak mukavemetinin optimizasyonu

Abstract

Paslanmaz çelikler mimari yapılarda, inşaat, otomotiv, ulaşım, gıda ve medikal gibi birçok sektörde geniş bir kullanım ağına sahip bir malzemedir. Bu malzemelerin korozyon direncinin yüksek olması, bakım maliyetlerinin düşük olması, mükemmel süneklikleri, kırılmadan önemli darbeleri emebilmeleri ve estetik görüntü sunması bu malzemeleri cazip kılmaktadır. Paslanmaz çeliklerin metalürjisi karmaşıktır ve üretim sürecinin nihai özellikleri üzerinde daha yüksek bir etkisi vardır. Üretim süreçlerinde kazandırılan bu özellikler, östenitik 304 kalite malzemeler kaynak yapılabilirliği yüksek, 430 kalite ferritik paslanmaz çelikler ise kaynaklanma kabiliyetlerini azaltan etkiye neden olur. Bu çalışmada farklı kaynaklanma kabiliyetine sahip 304 ve 430 kalite paslanmaz çeliklerin katı faz difüzyon kaynağı ile birleştirilebilirliği ve birleşmeye ara tabakanın etkisi araştırılmıştır. Numuneler 960, 980 ve 1000ºC sıcaklıkta ve 45, 60 ve 75 dakika sürelerde, 1, 2 ve 3 MPa basınç altında atmosfer kontrollü fırında bakır ara tabaka kullanılarak difüzyon kaynağı tekniğiyle birleştirilmiştir. Numunelerin kaynak bölgesi mikroskopla, incelenmiş ve difüzyon alanındaki bakır ara tabakanın ana malzemelere dağılımı gözlenmiştir. Malzemelerin mekanik mukavemetlerini belirlemek için mikro sertlik ve çekme testleri uygulanmıştır, deneylerde Taguchi optimizasyon yöntemi ile Varyans (Anova) analizleri yapılıp en etkili parametreler bulunmuş ve deneyin güvenilirlik seviyesi tespit edilmeye çalışılmıştır.

Stainless steels are a material with a wide range of uses in architectural structures, construction, automotive, transportation, food and medical sectors. The high corrosion resistance of these materials, low maintenance costs, excellent ductility, ability to absorb significant impacts without breaking and presenting an aesthetic appearance make these materials attractive. The metallurgy of stainless steels is complex and the manufacturing process has a higher impact on the final properties. These properties, which are gained in the production processes, cause the effect of reducing the weldability of austenitic 304 quality materials and 430 quality ferritic stainless steels. In this study, the jointability of 304 and 430 grade stainless steels with different weldability by solid phase diffusion welding and the effect of the interlayer on the bonding were investigated. The samples were joined by diffusion welding technique using a copper intermediate layer in an atmosphere-controlled oven at 960, 980 and 1000 ºC and for 45, 60 and 75 minutes under 1, 2 and 3 MPa pressure. The source region of the samples was examined with a microscope and the distribution of the copper interlayer in the diffusion area to the base materials was observed. In order to determine the mechanical strength of the materials, microhardness and tensile tests were applied, Variance (Anova) analyzes were performed with the Taguchi optimization method and the most effective parameters were found and the reliability level of the experiment was tried to be determined.