Çelikte alaşım elementi olarak bor ve borlama ile yüzey sertleştirme

Abstract

-I- ÖZET - Klasik anlamda cara, seramik, sabun, deterjan, zirai mücadele ilaçları gibi ürünlerin bazı Szel tiplerinin üretimi ile kısmen metalürji en düstrisinde tüketilen bor ve bileşikleri, son yirmi yılda yapılan yo ğun teorik ve uygulamalı bilimsel çalışmalar neticesinde elde edilen bilgi birikimiyle günümüzde çelik üretiminde yaygın şekilde olmak ü- zere, roket yakıtı üretiminde, NMR (nükleer magnetik rezonans) spekral analiz cihazlarında, anastezide vb. kullanım alanı bulmuştur. Bi limsel çalışmalar sürdürülmektedir. Bor ve bileşikleri çelik imalatında cüruf yapıcı olarak, çelik alaşım elementi olarak ve diffüzyonla yüzeye alınarak yüzey sertleştirme mad desi olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, bor ve bileşiklerinin alaşım elementi olarak hangi tip çeliklerde kullanıldığı incelenmiş; borlu ve borsuz bileşimlerdeki ci- vata çeliklerinden hazırlanan standart numuneler üzerinde kimyasal analiz, sertlik testleri, mukavemet deneyler gerçekleştirilerek, borlu çeliğin uygulamadaki avantajları belirtilmiştir. Ayrıca, bileşim değiştirerek çelik yüzeyini sertleştirmede uygulanan sementasyon, nitrürasyon, bor lama, silisleme, dif üzyonla yüzey kapla ma yöntemlerinden `BORLAMA` ele alınmıştır. Konu önce teorik olarak incelenmiştir. Borlama uygulayarak yapılan yüzey sertleştirmenin avan tajları tesbit edilmiştir. Borlama işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu iş lem için 940 C*da ergimiş (sıvı) ortamda yapılan borlamalardan ea uy gunu seçilerek Pe B bileşiminden oluşan tek fazlı bir yüzey elde edil miştir. Borlama süreleri 3,5,6,7,8,10 saat olarak uygulanmıştır. Yüzey den merkeze doğru azalan sertlik grafikleri çizilmiş, bor emdirilen çe liklerin mukayeseleri yapılmıştır. Yine çeşitli çeliklerden hazırlanan numunelere `sementasyon` işlemi uygulanarak, elde edilen sonuçlar hor lamayla karşılaştırılmıştır.

- 11 ABSTRACT Boron, and its compounds are generally consumed in the production of some special types of glass, ceramic, soap, detergent and aggricultural mediciness and partly in the metalurgy industry. With the knowledge gathered as a result of deep theoretical and scientific studies performed in the last 20 years, boron and its compounds currently have begun to be used mainly in the production of steel and rocket fuel, in nuclear magnetic resonance spectral analysis equipments, in anesthesia,. etc0 Scientific studies are stili conducted. In the steel manufacturing, boron and its compounds are used as slag maker, steel alloy element and as the surface hardening matter with surface diffusion» In this study, it was examined that in which types of steel, boron and its compounds used as an alloy element. After chemical analysis, hardness test and strength experiments on specimens prepared from bolt steels containing boron and not, the advantages of steel containing boron were indicatedo V-Notch Impact tests and tensile-strength tests were performed on SAB 4140 (42 Cr Mo 4) steal used in production of bolts for automotive industry and 21 Mn B Cd 4 boron steel. When the results obtained from both steels were compared, it was concluded that boron steel is at least as proper as SAB 4140 steel for bolt manufacturing»- m - Besides, sementation, nitrification, boronizing and silicify used in surface hardening of steels by. changing composition and boronizing being one of the methods of surface coating were taken into consideration. The subject was firstly examined theoretically,, The advantages of surface hardening by boronizing were determined. Boronizing on specimens was realized successfully. One phase surface formed by Fe B compound, by choosing the most proper boronizing amongst the others performed in melted liquid at 940 C, was obtainedo Boronizing durages were taken as 3,5*6,7,8 and 10 hours. Hardness graphs decreasing from surface to center were drawn and the comparision of the steels to which boron diffusied was made. Also, sementation was performed on the specimens prepared from various steels and the results were compared with boronizingo It was also observed that, boron thickness increases as the boronizing durage increases, optimum boronizing durage 7.5 hours and boronizing amount and surface hardness also depends on the composition of the steel boronized.