Farklı kompozisyonlarda üretilen aşınma plakalarının karakterizasyonu ve aşınma özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada St 37 çeliğinin yüzeyi metal ark kaynak yöntemi ile farklı kompozisyonlardaki sert dolgu alaşımlarıyla kaplanarak elde edilen aşınma plakalarının aşınma davranışları incelenmiştir. Sert dolgu alaşımları elde edilirken üç farklı kaynak teli kullanılmıştır. Bunlar; ticari olarak kullanılmakta olan Oerlikon marka krom karbür ve bor içerikli özlü teller ve masif teldir. Masif tel kullanılarak üretilen numunelere %100 ferrokrom tozu, %10 ferrobor+ %90 ferrokrom ve % 30 ferrobor+%70 ferrokrom toz karışımları kaynak esnasında ilave edilmiştir. Masif tellerle üretilen numuneler de ağırlıkça %50 masif tel+%50 toz ve ağırlıkça %30 masif tel+%70 toz oranlarına sahip olacak şekilde gruplandırılmıştır.Üretilen numunelerin mikroyapı incelemeleri, mikro ve makro sertlik ölçümleri, aşınma testleri, SEM (EDX) analizleri, XRD analizleri yapılmıştır. Aşınma testi ASTM G-65 standardına uygun, kuru kum/kauçuk tekerlek aşınma cihazında gerçekleştirilmiştir. Numunelerin aşınma davranışlarının kıyaslanmasında referans plaka olarak Hardox 400 tercih edilmiştir. Aşınma testinde aşındırıcı olarak boyutları 1 mm altında olan deniz kumu (SiO2) kullanılmıştır. Test 13 kg yük altında 30 dakika süreyle uygulanmıştır.İncelemeler sonucunda en az aşınma miktarının %30 masif tel+%70 toz oranında, % 30 ferrobor+%70 ferrokrom toz karışımına sahip numunede meydana geldiği tespit edilmiştir. Bu numunenin aşınma miktarı ile ticari bor içerikli özlü telin aşınma miktarı birbirine çok yakın değerlerde olduğu için, ilave olarak maliyet analizleri yapılmıştır. Sonuç olarak %30 masif tel+%70 toz oranında, % 30 ferrobor+%70 ferrokrom toz karışımıyla elde edilen numunenin maliyeti ticari bor içerikli özlü tele göre %50 daha düşük çıkmıştır.

In this study, wear behaviours of wear plates, produced by metal arc welding using different hardfacing alloys, have been investigated. Hardfacing has been applied on St-37 steel surface. Three different welding wires have been used in this process. These are commercial flux cored wire including boron, commercial flux cored wire including chromium carbide and massive welding wire. 100% ferrochromium powder, 10% (wt.) ferroboron+ 90 %(wt.) ferrochromium and 30% (wt.) ferroboron+ 70% (wt.) ferrochromium powder mixtures have been added to massive wire during the welding process. The samples produced with massive wire have classified into: 50% (wt.) massive wire+ 50% (wt.) powder and 30% (wt.) massive wire+ 70% (wt.) powder.Microstructural investigation, micro and macro hardness tests, wear test, SEM(EDX) analysis, XRD analysis have been carried out. Dry sand/ rubber wheel abrasion wear test has been executed adequate to ASTM G-65. Hardox 400 plate has been chosen as reference for comparing wear behaviours of samples. SiO2 sand under 1 mm size has been used as abrasive in wear test. Dry sand/ rubber wheel abrasion test has been performed for 30 minutes under 13 kg load.According to the test results, minimum wear loss has been obtained in sample including 30% (wt.) massive wire+ 70% (wt.) powder with and 30% (wt.) ferroboron+ 70% (wt.) ferrochromium powder mixture. Wear loss value of this sample has been found so close to the wear loss of commercial flux cored wire including boron, so cost analysis has been also determined. Cost analysis showed that the cost of sample including 30% (wt.) massive wire+ 70% (wt.) powder with and 30% (wt.) ferroboron+ 70% (wt.) ferrochromium powder mixture is lower 50% than commercial flux cored wire including boron.