Baybora-2 Borlama Tozu Kullanılarak Yüzey Sertleştirme İşlemine Tabi Tutulan AISI 1020 Çeliğinin İç Yapı ve Sertlik Davranışlarının İncelenmesi
Öz
Bu çalışmada AISI 1020 çeliği 950 °C de yerli Baybora-2 borlama tozu kullanılarak 2, 4 ve 6 saat sürelerde katı borlama işlemine tabi tutulmuştur. Numunelerin içyapıları optik mikroskop kullanılarak incelenmiştir. Borlama neticesinde yüzeyde oluşan bor tabakalarının kalınlık ve sertlik değerleri Mikrovickers sertlik ölçme cihazı kullanılarak belirlenmiştir. AISI 1020 çeliğinin içyapısının ferrit ve perlit yapılarından oluştuğu tespit edilmiştir. Bor tabakasının kalınlığının artan borlama süresi ile arttığı belirlenmiştir. AISI 1020 çeliğine yerli bir borlama tozu kullanılarak başarılı bir şekilde yüzey kaplama işlemi uygulanmıştır. Uygulanan borlama işlemi neticesinde sertlik değerlerinde yaklaşık 13 katlık bir artış meydana gelmiştir. Yapılan deneyler sonucunda en yüksek sertlik değerleri 4 saatlik borlama neticesinde 2224 Hv0,05 olarak ölçülmüştür. Ayrıca en büyük borür tabakası kalınlığı 6 saatlik borlama neticesinde 196,3µm olarak ölçülmüştür.
Destekleyen Kurum
Kırıkkale Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi
Proje Numarası
2022/071
Teşekkür
Bu yayın Kırıkkale Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından mali olarak desteklenmiştir.
Kaynakça
- Atık E, Yunker U, Merıc C, 2003 “The effects of conventional heat treatment and boronizing on abrasive wear and corrosion of SAE 1010, SAE 1040, D2 and 304 steels”,
- Almeida EAS, Milan JCG, da Costa CE. Acquired properties comparison of solid nitriding, gas nitriding and plasma nitriding in tool steels. Mater Res 2015;18:27–35. http://dx.doi.org/10.1590/1516-1439.255513.
- Baştürk S., Erten M., Borlama ile yüzey sertleştir¬me çalışmaları, Mühendis ve Makine, 47 (563), Aralık 2006.
- Bayça S.U., Powder boronizing agent for coating a metal with a metal boride layer, Patent no:PCT/TR2020/050185.
- B´ejar M.A, Moreno E, 2006 Abrasive wear resistance of boronized carbon and low-alloy steels, Journal of Materials Processing Technology 173 352–358.
- Beliardouh NE, Nouveau C, Walock MJ, Jacquet P. A study of the wear performance of duplex treated commercial low-alloy steel against alumina and WC balls. Surf Coat Technol 2014;259:483–94. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat. 2014.10.042.
- Campos I, Farah M, Lopez N, Bermudez G, Rodriguez G, Villavelazquez C. Evaluation of the tool life and fracture toughness of cutting tools boronized by the paste boriding process. Appl Surf Sci 2008;254:2967–74. http://dx.doi.org/ 10.1016/j.apsusc.2007.10.038.
- Castillejo FE, Marulanda DM, Olaya JJ, Alfonso JE. Wear and corrosion resistance of niobium-chromium carbide coatings on AISI D2 produced through TRD. Surf Coat Technol 2014;254:104–11. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.05.069.
- C. Meric, S. Sahin, B. Backir, N.S. Koksal, 2006. “Investigation of the boronizing effect on theabrasivewearbehavior in castirons” Materials and Design. 27 . 751-757.
- Celikyurek I, Baksan B, Torun O, Gurler R, 2006 “Boronizing of iron aluminide Fe72Al28” Intermetallics. 14 136–141.
- Göy, Z., Borlama, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Tek¬nik Üniversitesi, İstanbul, 1984.
- Karamış, B.M., Nair ,F., Selçuk., “ Borlanmış Malzemelerin Tribolojik Özellikleri.” 6.Denizli Malzeme Sempozyumu Bildiriler Kitabı , sayfa 446-454, Denizli, 12-14 Nisan 1995
- Kumar A, Bhushan B. Nanomechanical, nanotribological and macrotribological characterization of hard coatings and surface treatment of H-13 steel. Tribol Int 2015;81:149–58. http://dx.doi.org/10.1016/j.triboint.2014.08.010.
- Maragoudakis N. E., Stergioudis G., Omar H., Pavlidou E., Tsipas D.N., Boro-nitriding of steel US 37- 1, Materials Letters, 57, 949-953,2002.
- Ozbek I, Bindal C,2011, 86(4), Kinetics of borided AISI M2 highspeed steel, Vacuum, 391-397. 2004
- Ozdemir O, Omar M.A, Usta M, Zeytin S, Bindal C, Ucisik A.H, 2009 “An investigation on boriding kinetics of AISI 316 stainless steel”, Vacuum 83 175–179
- Özbek,İ., “ Borlama Yöntemiyle AISI M50, AISI M2 Yüksek Hız Çeliklerinin ve AISI W1 Çeliğinin Yüzey Performansının Geliştirilmesi.” Doktora Tezi, SAÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya,1999
- Piasecki A, Kulka M, Kotkowiak M. Wear resistance improvement of 100CrMnSi6-4 bearing steel by laser boriding using CaF2 self-lubricating addition. Tribol Int 2016;97:173–91. http://dx.doi.org/10.1016/j.triboint.2016.01.028.
- Reddy A. V., Investigation of aeronautical and en¬gineering component failures, CRC Press, p.57, 2004.
- Selçuk,B., Ipek, M.B., “ AISI 5155 ve AISI 1020 Çeliklerinin Çekme Özelliklerine Borlamanın Etkisi.” 6.Denizli Malzeme Sempozyumu Bildirileri Kitabı, sayfa 60-69, Denizli, 12-14 Nisan 1995
- Sinha A. K., Boriding (Boronizing), ASM Handbook, Vol 4, Heat treating, Materials Park, OH:ASM Inter¬national, 1991.
- Yada K, Watanabe O. Reactive flow simulation of vacuum carburizing by acetylene gas. Comput Fluids 2013;79:65–76.
Yerli Borlama Ajanı ile Yüzeyi Sertleştirilen AISI 1020 Çeliğinin İç Yapı ve Sertlik Davranışlarının İncelenmesi
Öz
Bu çalışmada AISI 1020 çeliği 950 °C sıcaklıkta Baybora-2 borlama ajanı kullanılarak 2, 4 ve 6 saat sürelerde kutu borlama işlemine tabi tutulmuştur. Deney numunelerinin içyapıları optik mikroskop kullanılarak incelenmiştir. Borlama neticesinde yüzeyde oluşan borür tabakasının kalınlık ve sertliği Mikrovickers sertlik ölçme cihazı yardımıyla tespit edilmiştir. AISI 1020 çeliğinin içyapısının ferrit ve perlit yapılarından oluştuğu tespit edilmiştir. Bor tabakasının kalınlığının artan borlama süresi ile arttığı belirlenmiştir. AISI 1020 çeliğine Baybora-2 ajanı yardımıyla kutu borlama işlemi uygulanmıştır. Yapılan borlama işlemi neticesinde sertlik değerlerinde yaklaşık 13 katlık bir artış meydana gelmiştir. Yapılan deneyler sonucunda en yüksek sertlik değerleri 4 saatlik borlama neticesinde 2224 Hv0,05 olarak ölçülmüştür. Ayrıca en büyük borür tabakası kalınlığı 6 saatlik borlama neticesinde 196,3µm olarak ölçülmüştür.
Proje Numarası
2022/071
Kaynakça
- Atık E, Yunker U, Merıc C, 2003 “The effects of conventional heat treatment and boronizing on abrasive wear and corrosion of SAE 1010, SAE 1040, D2 and 304 steels”,
- Almeida EAS, Milan JCG, da Costa CE. Acquired properties comparison of solid nitriding, gas nitriding and plasma nitriding in tool steels. Mater Res 2015;18:27–35. http://dx.doi.org/10.1590/1516-1439.255513.
- Baştürk S., Erten M., Borlama ile yüzey sertleştir¬me çalışmaları, Mühendis ve Makine, 47 (563), Aralık 2006.
- Bayça S.U., Powder boronizing agent for coating a metal with a metal boride layer, Patent no:PCT/TR2020/050185.
- B´ejar M.A, Moreno E, 2006 Abrasive wear resistance of boronized carbon and low-alloy steels, Journal of Materials Processing Technology 173 352–358.
- Beliardouh NE, Nouveau C, Walock MJ, Jacquet P. A study of the wear performance of duplex treated commercial low-alloy steel against alumina and WC balls. Surf Coat Technol 2014;259:483–94. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat. 2014.10.042.
- Campos I, Farah M, Lopez N, Bermudez G, Rodriguez G, Villavelazquez C. Evaluation of the tool life and fracture toughness of cutting tools boronized by the paste boriding process. Appl Surf Sci 2008;254:2967–74. http://dx.doi.org/ 10.1016/j.apsusc.2007.10.038.
- Castillejo FE, Marulanda DM, Olaya JJ, Alfonso JE. Wear and corrosion resistance of niobium-chromium carbide coatings on AISI D2 produced through TRD. Surf Coat Technol 2014;254:104–11. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.05.069.
- C. Meric, S. Sahin, B. Backir, N.S. Koksal, 2006. “Investigation of the boronizing effect on theabrasivewearbehavior in castirons” Materials and Design. 27 . 751-757.
- Celikyurek I, Baksan B, Torun O, Gurler R, 2006 “Boronizing of iron aluminide Fe72Al28” Intermetallics. 14 136–141.
- Göy, Z., Borlama, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Tek¬nik Üniversitesi, İstanbul, 1984.
- Karamış, B.M., Nair ,F., Selçuk., “ Borlanmış Malzemelerin Tribolojik Özellikleri.” 6.Denizli Malzeme Sempozyumu Bildiriler Kitabı , sayfa 446-454, Denizli, 12-14 Nisan 1995
- Kumar A, Bhushan B. Nanomechanical, nanotribological and macrotribological characterization of hard coatings and surface treatment of H-13 steel. Tribol Int 2015;81:149–58. http://dx.doi.org/10.1016/j.triboint.2014.08.010.
- Maragoudakis N. E., Stergioudis G., Omar H., Pavlidou E., Tsipas D.N., Boro-nitriding of steel US 37- 1, Materials Letters, 57, 949-953,2002.
- Ozbek I, Bindal C,2011, 86(4), Kinetics of borided AISI M2 highspeed steel, Vacuum, 391-397. 2004
- Ozdemir O, Omar M.A, Usta M, Zeytin S, Bindal C, Ucisik A.H, 2009 “An investigation on boriding kinetics of AISI 316 stainless steel”, Vacuum 83 175–179
- Özbek,İ., “ Borlama Yöntemiyle AISI M50, AISI M2 Yüksek Hız Çeliklerinin ve AISI W1 Çeliğinin Yüzey Performansının Geliştirilmesi.” Doktora Tezi, SAÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya,1999
- Piasecki A, Kulka M, Kotkowiak M. Wear resistance improvement of 100CrMnSi6-4 bearing steel by laser boriding using CaF2 self-lubricating addition. Tribol Int 2016;97:173–91. http://dx.doi.org/10.1016/j.triboint.2016.01.028.
- Reddy A. V., Investigation of aeronautical and en¬gineering component failures, CRC Press, p.57, 2004.
- Selçuk,B., Ipek, M.B., “ AISI 5155 ve AISI 1020 Çeliklerinin Çekme Özelliklerine Borlamanın Etkisi.” 6.Denizli Malzeme Sempozyumu Bildirileri Kitabı, sayfa 60-69, Denizli, 12-14 Nisan 1995
- Sinha A. K., Boriding (Boronizing), ASM Handbook, Vol 4, Heat treating, Materials Park, OH:ASM Inter¬national, 1991.
- Yada K, Watanabe O. Reactive flow simulation of vacuum carburizing by acetylene gas. Comput Fluids 2013;79:65–76.
Ayrıntılar
| Birincil Dil | Türkçe |
|---|---|
| Konular | Malzeme Mühendisliği (Diğer) |
| Bölüm | Makaleler |
| Yazarlar | |
| Proje Numarası | 2022/071 |
| Yayımlanma Tarihi | 31 Ocak 2023 |
| Gönderilme Tarihi | 13 Eylül 2022 |
| Yayımlandığı Sayı | Yıl 2023 Cilt: 15 Sayı: 1 |