Sürtünme karıştırma işleminin bir gemi inşa çeliğinin yapısal ve mekanik özelliklerine olan etkisi ve bu çeliğin sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ile birleştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, gemi inşaatında kullanılan düşük karbonlu Grade A çeliğine sürtünme karıştırma işlemi (SKİ) uygulanmış ve bu işlemin içyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisi kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Ayrıca söz konusu çeliğe sürtünme karıştırma kaynak (SKK) yöntemi de uygulanmış ve kaynak bölgesinin içyapı ve mekanik özellikleri, gemi inşaatında sıklıkla kullanılan metal aktif gaz (MAG) kaynağı ile karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir. Optimum parametrelerde yapılan SKİ işlemi çeliğin içyapısını incelterek karıştırma bölgesinde (KB) tane boyutunu 25 µm'den 3-4 µm değerine kadar düşürmüştür. SKİ ile oluşan ince tane yapısına bağlı olarak, çeliğin süneklik ve şekillendirilebilirlik değerlerinde yaşanan küçük orandaki düşüşe rağmen, sertlik, mukavemet, korozyon dayanımı, oda sıcaklığında kırılma enerjisi ve sünek gevrek geçiş sıcaklığı değerlerinde önemli iyileştirmeler elde edilmiştir. Öte yandan hem tekil plaka hem de gemi orta kesiti ızgara sistemi üzerine sonlu elemanlar tabanlı nihai mukavemet analizine göre, plakaların SKİ sonrası nihai mukavemet değerlerinin önemli ölçüde arttığı da görülmüştür. Aynı çeliklere uygulanan SKK ve MAG işlemleri sonrası kaynak bölgesinde, SKİ sonrası olduğu gibi ince taneli bir içyapı oluşmuştur. Yine SKK ve MAG kaynağı sonrası kaynak bölgesinde süneklik ve şekillendirilebilirlik değerlerinde ihmal edilebilir oranlardaki düşüşe rağmen, bu bölgelerin sertlik, mukavemet, şekillendirilebilirlik ve korozyon dayanımı değerleri önemli oranlarda iyileşmiştir. Öte yandan, SKK ve MAG kaynağı sonrası kaynak bölgelerinin mekanik özellikleri karşılaştırıldığında, SKK sonrasında daha yüksek sertlik ve mukavemet değerleri ile daha iyi şekillendirilebilirlik ve korozyon dayanımı değerleri elde edilmiştir.