Borlamanın paslanmaz çeliğin radyasyon zırhlama özelliğine etkisinin araştırılması

Abstract

Bu tez çalışmasında AISI 304 paslanmaz çeliğin dış yüzeyi Ekabor 3 tozu ile 1200 oC sabit sıcaklıkta 3 saat süre ile katı ortamda borla kaplaması yapılmıştır. Borlanmış ve borlanmamış paslanmaz çeliklere çekme deneyi uygulanmış, optik mikro yapı resmi çekilerek sertlikleri ölçülmüştür. Daha sonra borlanmış ve borlanmamış paslanmaz çelikler, Geiger-müller sayacı kullanılarak Co 60 ve Cs 137 gama kaynakları ile 652 keV ve 1250 keV enerjide 3 adet ölçüm alınarak radyasyon soğurma katsayıları ölçülmüştür. Bu sayede bor' un radyasyon zırhlamasında kullanılabilirliği tespit edilmeye çalışılmıştır.Borlama işleminin, AISI 304 paslanmaz çeliğin akma dayanımını düşürmediği yaklaşık olarak sünekliği % 25, çekme dayanımını ise % 15 oranında düşürdüğü tespit edildi. Borür tabakasının ana yapıya paralel düz bir yapıda olduğu belirlendi. Borür tabakası kalınlığınında 10-15 mikron gibi düşük bir seviyede olduğu tespit edildi.Borlamanın radyasyon soğurma katsayısını olumlu yönde etkilediği ve borla kaplanmış paslanmaz çeliklerin radyasyon zırhlamasında daha etkili sonuçlar vereceği belirlenmiştir. Çeliğin radyasyon soğurma katsayısı gamma enerjisine bağlı olarak değişmektedir. Nükleer santrallerde, normal paslanmaz çelik yerine borla kaplanmış paslanmaz çeliğin kullanılması borlamanın radyasyon geçirgenliğini azaltıcı etkisinden dolayı nükleer santrallerin güvenliğinin arttırılmasına olumlu yönde etkisi olacaktır.ANAHTAR KELİMELER: Paslanmaz çelik, bor, borlama, radyasyon, zırhlama

In this research, the surface of the AISI 304 stainless steel is boronized with the dust of ekabor 3 in 1200 oC temperature for three hours. Shrinkage experiment has been aplicated to the boronized and non-boronized stainless steel and their hardness has been measured by taking picture of optical micro structure. Then radiation absorbing capabilities of the boronized and non-boronized stainless steel has been measured by taking three samples, using geiger-müller counter with Co 60 an Cs 137 gama sources in the range of 652 kev and 1250 kev. With the help of this the applicability of the bor?s shielding effect aganist radiation is tried to be measured.It is determined that the boronizing of the AISI 304 stainless steel doesn?t decrease the yield resistance of it, approximately ductility decreased as % 25 and tensile strenght decreased as %15. It has been defined that the boron layer has parallel structure to the main construction. Also it is defined that the boron layer has low level as 10-15 micron.So it is determined boronizing of the stainless steel?s shielding effect aganist radiation will give effective results. Radiation absorbing capabilities of steel change with relation to gamma energy. It is claimed that instead of using normal stainless steel in the nuclear reactors , using boronized steel will help decreasing the security of the reactors stainless.KEYWORDS: Stainless steel , boron, boronizing, radiation, shielding