Termomekanik olarak haddelenmiş x70 kalite petrol boru çeliklerinin ebsd ve tem teknikleri ile karakterizasyonu

Abstract

Düşük sıcaklık ve yüksek basınç ortamında, özellikle petrol boru hatlarında kullanılan API X70 çeliklerinde daha önce az sayıda yapı-özellik ilişkisi üzerine çalışma yapılmıştır. Bu nedenle, bu çalışmada yapı-özellik ilişkisi kurulması amacıyla malzemenin özellikleri ölçülmüş ve iç yapısı EBSD ve TEM teknikleri ile incelenmiştir. Öncelikle, yüksek kalitede kırınım deseni elde etmek üzere Al ve çelik gibi farklı malzemeler için uygun numune hazırlama ve analiz parametreleri belirlenmiştir. Bu bağlamda literatürden farklı olarak ince kesitli numunelerde gerçekleştirilecek EBSD analizleri ile daha kesin sonuçlar elde edileceği öngörülmüştür. Buna göre: (i) bu malzemeler için en uygun parlatma yönteminin mekanik + elektrolitik parlatma olduğu, (ii) tane boyutu ve numune kalınlığına göre Monte Carlo yazılımı ile özellikle ince kesitlerde düşük hızlandırma voltajı ile yapılan EBSD incelemelerinin daha güvenilir sonuçlar vereceği, (iii) elektron geçirgenliğine sahip bir numuneye yapılan t-EBSD analizinde geleneksel EBSD' ye göre yüksek büyütmelerde ve yüksek çözünürlükte görüntüler elde edilebildiği görülmüştür. Geliştirilen numune hazırlama teknikleri ve inceltme şartları kullanılarak hazırlanan X70 Petrol Boru Çelik numunelerinin EBSD ve TEM analizleri gerçekleştirilmiştir. Bunun sonucunda elde edilen kristalografik ve mikroyapısal veriler doğrultusunda: (iv) mikroyapısal bileşenler sahip oldukları dislokasyon yoğunluklarına göre oluşan bant kontrastı yardımıyla ayrılmıştır. Bu bağlamda, dislokasyon yoğunluğunun azalması ile çekme özelliklerinin kötüleştiği, darbe özelliklerinin ise iyileştiği gözlenmiştir. (v) Farklı termomekanik işlemler sonucu bünyede oluşan tane boyutu farklılıkları, yönlenme ve tane sınır karakteristikleri incelenerek malzemenin sahip olduğu sertlik ve kırılma tokluğu değerleri arasındaki ilişki ele alınmıştır. Buna göre en düşük tane boyutuna sahip, yönlenmenin en az olduğu ve düşük LAGB ile Σ3 tane sınırına sahip numunenin düşük çekme özelliklerine, fakat yüksek darbe özelliklerine sahip olduğu görülmüştür. (vi) Son olarak, STEM ve t-EBSD teknikleri ile çökelti incelemesi yapılmış olup farklı şekil ve boyutlarda bulunan ve Mn, Ti, Nb ve S içeren çökeltilerin varlığı görülmüştür.