Küresel grafitli dökme demirlerin borik asit esaslı alternatif borlama karışımı ile borlanması ve karakterizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında, yüksek maliyetli ve patentli ithal borlama karışımlarınaalternatif yerli ürün olan borik asit içerikli bir borlama karışımı kullanılmış ve dahaönceden literatürde borlama işlemi uygulamasına rastlanılmamış DIN GGG 70kalitesindeki küresel grafitli dökme demir malzemesi ilk defa bu çalışmadaborlanarak yüzey özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır.Borlama işlemi, alternatif borlama karışımı kullanılarak 850, 900, 950 oCsıcaklıklarında ve 4, 8, 12 saat süre boyunca kutu (katı) borlama yöntemiyleuygulanmıştır. Alternatif karışımından farklı olarak, 900oC sıcaklıkta 4 saat borlamaprosesi için ticari Ekabor®-II toz karışımı da kullanılmıştır. Alternatif yerli borlamakarışımı ve endüstriyel Ekabor®-II ithal borlama karışımları ile borlama işlemiyapılan numunelerin mikroyapısal (optik mikroskop ve SEM), kimyasal (XRD, EDS)ve mekanik (mikrosertlik, yüzey pürüzlülük ve aşınma testi) özellikleri incelenmiştir.Ayrıca borlama işlem parametrelerine bağlı olarak borür tabaka kalınlığınınortalamaları alınarak ampirik ve regresyon analiz sonucunda oluşan denklemlerinyardımlarıyla tahmini borür tabakaları hesaplanmış, yine difüzyon denklemleri veanalizleri kullanılarak bor difüzyonu için gerekli aktivasyon enerjisi hesaplanmıştır.XRD analiz sonucunda alternatif yerli karışım ile borlanan numunelerde sadeceFe2B, ticari ürün Ekabor®-II‟ de Fe2B + FeB fazları gözlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Küresel Grafitli Dökme Demir, Borlama, Kinetik Analiz,Sertlik ve Aşınma

In this thesis, alternative boronizing mixture is used for boronizing of cast ironinstead of high cost and patented imported boronizing mixtures. The aim of the studywas to improve the surface quality of DIN GGG 70 quality spheroidal graphite castiron material by boronizing process. According to literature, boronizing of this castiron was not encountered.Boronizing process was applied by box (solid) boring method at 850, 900, 950 oC for4, 8, 12 hours using alternative boronizing mixture. Unlike the alternative mixture,the commercial Ekabor®-II powder mixture was also used for boronizing process at900oCfor 4 hour. The microstructural (optical microscope and SEM), chemical(XRD, EDS) and mechanical (microhardness, surface roughness and abrasion test)properties of the samples boronized with alternative domestic boronizing mixtureand industrial Ekabor®-II imported boronizing mixtures were examined. In addition,the thickness of boride layers were calculated by means of the empirical andregression analyzes, and the required activation energy for boron diffusion wascalculated using diffusion equations and analyzes. As a result of XRD analysis, onlyFe2B phase was observed in samples boronized with alternative domestic mixture butFe2B + FeB phases were observed in samples boronized with commercial productEkabor®-II.Keywords: Spheroidal Graphite Ductile Cast Iron, Boronizing, Kinetic AnalysisHardness, Wear