Emaye kaplamaya uygun saclarda üretim proses parametrelerinin şekillendirme performansı ve hidrojen geçirgenlik direnci üzerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

Bu tezin amacı, çelik üretim proses parametrelerinin emaye çeliklerinin şekillendirme özellikleri ve hidrojen geçirgenlik direnci üzerindeki etkilerini araştırmaktır. Emaye kaplama uygulamalarına uygun düşük karbonlu çeliklere emaye çelikleri denir. Emaye çelikleri beyaz eşya sektörü başta olmak üzere çeşitli sektörlerde kullanılmaktadır. Emaye kaplama işleminde, çelik yüzeye emaye ham maddesi frit çeşitli yöntemlerle malzeme yüzeylerine uygulanır ve ardından yüksek sıcaklıklarda pişirme işleminden geçirilir. Pişirme işleminden sonra geçen sürede kaplama yüzeylerinde bazı kusurlar görülebilir. Balık pulu kusuru, emaye kaplama işlemi sonrasında görülen en yaygın ve zararlı yüzey kusurudur. Kusur, pişirme işleminden sonra soğuma sürecinde emaye ve çelik arayüzeyine hidrojen difüzyonu nedeniyle oluşur. Çelik ve kaplama arayüzünde biriken hidrojen gazı lokal olarak yüksek basınç oluşturur ve kaplamanın yüzeyden atmasına sebep olur. Çeliğin hidrojen geçirgenlik direnci artırılarak kusur oluşumu önlenebilir. Hidrojen geçirgenlik direnci, kimyasal analiz, sıcak ve soğuk haddeleme parametrelerinin yanı sıra ısıl işlem parametreleri ile kontrol edilir. Bu parametreler aynı zamanda çeliklerin şekillendirme performansını da etkiler. Bu nedenle, emaye çeliklerinde hem hidrojen geçirgenlik direncini hem de şekillendirme performans gereksinimlerini karşılamak için çelik üretim proses parametrelerinin optimize edilmesi gerekir. Bu tez çalışmasında, üretim parametrelerinin emaye çeliklerin şekillendirme performansı ve hidrojen geçirgenlik direnci üzerindeki etkilerini incelemek için hem laboratuvar hem de endüstriyel ölçekte çalışmalar yapılmıştır. Tavlama parametreleri, çelik kimyasal analizine bağlı olarak termodinamik denge koşulları analiz edilerek belirlendi. Tez kapsamında gerçekleştirilen deneysel simülasyon çalışmaları, soğuk haddeleme miktarının artması, tavlama sıcaklığının düşmesi ve şekillendirme gerinim oranının artmasıyla hidrojen geçirgenlik direncinin iyileştirdiğini göstermiştir. Öte yandan, sıcak haddeleme esnasında uygulanan bobinin sarılma sıcaklığının artması, soğuk haddeleme esnasında uygulanan ezme oranı ve tavlama sıcaklıklarının artması ile şekillendirme özelliklerinde iyileşme gözlemlenmiştir. Son olarak, hidrojen geçirgenlik direnci ve şekillendirme özelliklerini optimum seviyede sağlayacak uygun çelik üretim parametreleri belirlenmiştir.