Plazma nitrürleme ısıl işleminin makine parçalarının iç yapı ve mukavemet özelliklerine etkisinin araştırılması

Abstract

PLAZMA NİTRÜRLEME ISIL İŞLEMİNİN MAKİNE PARÇALARININ İÇYAPI VE MUKAVEMET ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ Onur ARSLAN Anahtar Kelimeler: Az Alaşımlı Çelik, Plazma Nitrürleme, Yüzey Sertleştirme, Yorulma Mukavemeti Özet: Makine sanayinde kullanılan malzeme ve elemanların iç yapı, aşınma direnci, korozyon direnci ve yorulma mukavemeti gibi özelliklerini iyileştirmek amacıyla karbürüzasyon, iyon implantasyon, nitrürleme ve termokimyasal işlemler kullanılmaktadır. Son zamanlarda, elde edilen tabakaların kontrol edilebilmesi ve diğer yüzey sertleştirme yöntemlerine göre birçok avantajı bulunmasından dolayı plazma nitrürleme işleminin uygulanabilirliği makine ve malzeme endüstrisinde yaygınlaşmıştır. Plazma nitrürleme işleminin diğer yüzey sertleştirme işlemlerine göre şu avantajları vardır. İşlem zamanının kısalığı, daha az gaz ve enerji sarfiyatı sağlaması, daha iyi metalürjik yapı, maskeleme özelliğinin kullanılabilmesi, işlemin çevre ye kirlilik vermemesi. Plazma nitrürleme, paslanmaz çeliklere, az alaşımlı çeliklere, takım çeliklerine ve titanyum malzemelere uygulanabilir. Bu çalışmada AISI 4140 çeliğinden hazırlanan numunelere, 500 °C 'de, 6-24 saat zaman aralığında, NH3 gazı ile plazma nitrürleme ısıl işlemi uygulanmıştır. Plazma nitrürlemenin malzemelerin sertlik, aşınma, korozyon özelliklerine etkisi teorik olarak incelenmiş ayrıca deneysel olarak da farklı plazma nitrürleme zamanlarının malzemenin yorulma mukavemetine etkileri araştrnlmıştır.

THE INVESTIGATION OF THE EFFECT OF THE ION NITRIDING PROCESS TOTHE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF THE MACHINE PARTS OnurARSLAN Keywords: Low Alloyed Steel, Ion Nitriding, Surface Hardening, Fatique Strength Abstract: There are several metal surface treatment methods like carburizing, implantation, thermochemical processing and nitriding to improve the abrasion, corrosion, hardness, fatique and the surface properties of machine parts. Recently, the ion nitriding process has become a considerable industrial interest due to beneficial surface property enhancement when compared to other nitriding processes. Ion nitriding process has some following advantages to the other nitriding processes like reduced treatment times, reduced gas and energy consumption, metallurgical superior structures, case of masking and friendly with the environment. Ion nitriding can be effectively applied to the stainless steel, low alloy steel, tool steel and titanium alloys. In this study, AISI 4140 steel has been ion nitrided at 500° C with NH3 gas between 6-24 hour treatment time. Effects of ion nitriding to the hardness, corrosion, abrasion, microstructure properties was presented theoretically and in addititon to that, the effect of this process to the fatique behaviour was investigated experimentally. Ill