TİG kaynak yöntemiyle yüzeyi sertleştirilmiş SAE 4I40 çeliğinin abrasiv aşınma direncinin incelenmesi

Abstract

ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ TİG KAYNAK YÖNTEMİYLE YÜZEYİ SERTLEŞTİRİLMİŞ SAE 4140 ÇELİĞİNİN ABRASİV AŞINMA DİRENCİNİN İNCELENMESİ Somay ÖNALP Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji ve Malzeme Ana bilim Dalı 2002, Sayfa :78 Bu çalışmada SAE 4140 çeliğinin yüzeyi TİG kaynak torcu ile hem ergitilmiş hem de yüksek karbonlu ferrokrom ve krom-molibden tozlan ile ayrı ayrı alaşımlandırılmıştır. Yüzeyin ergitilmesi durumunda numune kalınlığı ile beraber enerji girişi ve yüzeyin tozla alaşımlanması durumunda yüzeye örtülen tozların kalınlıklarının modifiye edilmiş yüzeyin mikroyapısı, sertliği ve aşınma direncine olan etkileri incelenmiştir. Yüzeyin ergitilmesi ve alaşımlanmasını müteakiben modifiye edilmiş yüzeylerde mikroyapı incelemelerinde optik mikroskop, elektron mikroskopbu (SEM), enerji dispersive spektrograph (EDS) ve X-ray difraksiyonundan faydalanılmıştır. Modifiye edilmiş yüzeyde sertlikler ölçülmüş ve yüzeyin abrasiv aşınma dirençleri pin-on-disk test metoduyla bulunmuştur.11 Bulunan sonuçlardan hareketle, yüzeyin düşük enerji girişiyle (0.7 kJmmf1) ergitilmesi ve yüzeyin ferrokrom (% 3 C - % 25.8 Cr) ve Cr-Mo (% 5.1 Cr - % 1.41 Mo) tozlanyla alaşımlandırılmasıyla yüzey sertliğinde önemli oranda artış olduğu görülmüştür. Yine buna bağlı olarak yüzeyin aşınmaya karşı direnci de artmıştır. Bu durum yüzeyin ergitilmesi durumunda oluşan martenzitik yapı, yüksek karbonlu ferrokrom tozu ile alaşımlanması durumunda oluşan sert karbürler (Cr7C3) ve Cr- Mo toz karışımıyla alaşımlanması durumunda yine oluşan martenzit fazına bağlanmaktadır. Anahtar kelimeler: TİG kaynağı, yüzey kaplama, mikroyapı, sertlik, abrasiv aşınma.

Ill ABSTRACT Masters Thesis AN INVESTIGATING ON THE ABRASIVE WEAR BEHAVIOUR OF SAE 4140 STEEL AFTER SURFACE HARDENING BY TIG WELDING TECHNIQUE Somay ÖNALP Fırat University Institute of Science and Technology Metalurgical and Materials Engeneering Department 2002, page :78 In the present study, SAE 4140 steel surface was arc-melted and alloyed with preplaced high-carbon-ferro-chromium and chromium-molybdenium powders using a tungsten inert gas (TIG) welding torch, separately. The effects of specimen thicknes with heat input for arc-melting and thickness of the preplaced powders layer for surface alloying on the microstructure, hardness and wear properties of the modified surfaces were investigated. Following the arc-melting and surface alloying conventional chracterization techniques such as optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrograph (EDS) and X-ray diffraction were employed for studying the microstructure of the arc-melted and alloyed surfaces. Hardness measuremants were performed across the modified zones and wear properties of the surfaces were evalueted by pin-on-disc abrasive wear testing method. The results indicated a significant increase in surface hardness after surface melting with a low heat input (0.7 kj mm`1) and alloying with the preplaced high-carbon-ferro-chromium (% 3 C and % 25.8 Cr) and chromium-molybdeniumIV (% 5.1 Cr and % 1.41 Mo) powder with higher wear resistance surfaces. This was attributed to the fully martenstic microstructure for surface melting and a high volume fraction of O7C3 carbides for surface alloying with high-carbon-ferro- chromium powder and martensite with chromium-molybdenium powders. Key words: TIG welding, surface coating, microstructure, hardness, abrasive wear.