Borlanmış çeliklerin aşınma davranışlarının belirlenmesi

Abstract

ÖZET Yapılan bu çalışmada; genel kitle çeliklerinden St 37-2 ve St 60-2 çeliklerine, soğuk iş takım çeliklerinden X 155 CrVMo 12 1 çeliğine ve paslanmaz çeliklerden de X 5 CrNi 18 9 çeliğine yüzey sertleştirme yöntemleri uygulanarak, bunların abrasiv aşınma dayanımları, mikro sertlikleri, %10'luk H2S04 asit çözeltisindeki korozyon dayanımları ve metalografik incelemelerle de oluşan tabaka kalınlıktan incelenmiştir. Belirtilen malzemelerden aşınma deney malzemesi olarak 8 mm çapında 25 mm uzunluğunda malzemeler, korozyon, sertlik, metalografik inceleme için de 8 mm çapında ve 10 mm uzunluğunda malzemeler temin edilmiştir. Daha sonra bu malzemelerden St 37-2 ve St 60-2 genel kitle çeliklerine, X 155 CrVMo 12 1 soğuk iş takım çeliğine ve X 5 CrNi 18 9 paslanmaz çeliğine 900°C de 2, 4, 6, 8 saat sürelerde ticari Ekabor 3 tozu ile boriama işlemi, 565°C sıcaklıkta amonyak gazı atmosferinde gaz nitrürasyon işlemi, St 37-2 ve St 60-2 genel kitle çeliklerine 930°C sıcaklıkta tuz banyosunda sementasyon işlemi, X 155 CrVMo 12 1 soğuk iş takım çeliğine de 1020°C sıcaklığına kadar ısıtılıp yağda su verilerek dönüşüm sertleşmesi işlemi yapılmıştır. Aşınma deneyleri aşınma kabı modeli cihazda gerçekleştirilmiştir. Aşındırıcı olarak ortalama 1mm çapındaki 0,157 m/s hızla dönen kum içinde sabit duran numuneler her 5 saat süreler sonunda kumdan çıkarılarak alkolle temizlenmiş ve ağırlık kayıpları belirlenmiştir. Her tartımdan sonra numuneler tekrar aynı yüzeyleri aşınacak şekilde aşınma kabına yerleştirilmiş ve toplam 40 saat boyunca aşındırma işlemine devam edilmiştir. Yeni numuneler aşındırılacağı zaman kum da yenilenmiştir. Korozyon deneyleri 56°C sıcaklıkta %10'luk H2S04 çözeltisi içinde gerçekleştirilmiştir. Toplam 6 saat boyunca 56°C de %10 luk H2S04 çözeltisi içinde fırında tutulan numuneler her 1 saat sonunda fırından çıkarılarak ağırlık kay ı plan belirlenmiştir. Mikro sertlik deneyleri ve metalografik incelemeler de yapılarak her bir yüzey sertleştirme işlemi yapılan numunenin tabaka kalınlıkları ve mikro sertlikleri belirlenmiştir. XVII

ABSTRACT In this study, abrasive wear resistance, micro toughness, corrosion resistance in a 10% H2S04 solution as well as layer thickness attained by metalografic tests are investigated by appling surface toughness methods to a wide range of materials such as X 5 CrNi 18 9 stainless steel, X 155 CrVMo 12 1 machine steel, St 37-2 steel and St 60-2 steel. From these materials, samples for wear experiments were cut in to a size of 8 mm in diameter and 25 mm in length and those for corrosion, toughness and metalografic experiments were cut in to a size of 8 mm in diameter and 10 mm in length. Later, of these materials, boronizing process with commercial Ekabor 3 powder of St 37-2 and St 60-2 general mass steel, X 155 CrVMo 12 1 cold process steel and X 5 CrNi 18 9 stainless steel for 2, 4, 6 and 8 hours at 900°C, gas Nitriding process in ammonium gas environment at 565°C, carburizing process of St 37-2 and St 60-2 general mass steel in suit water bath at 930°C, and X 155 CrVMo 12 1 machine steel was heated at 1020°C and quenched in oil at temperature. Corrosion experiments were carried out within a 10% H2S04 solution at 56°C.The samples were kept in an oven over 6 h ours and were taken out of the oven every 1 hour period and finally their weight loses were determined. Micro toughness and layer thickness of samples subjected to the surface toughness processes were also determined by conducting micro toughness experiments and metalografic investigations. Wear experiments were carried out in a wear- container model equipment which were placed in a container that rotates at a rate of 0,1 57m/s and was filled with 1 mm diameter sand particules were cleaned with alcohol by taking them out every 5 hours and their weight losses were determined. After every weighing process, the samples were installed in an abrasive container subject to wear again and the abrasion process continued over 40 hours. After every 40 hours, sand was renewed, for wear of new samples. XVIII