Paslanmaz çelikler üzerine HVOF yöntemi ile WC kaplamasının özeliklerinin incelenmesi

Abstract

Kaplamalar aşınma, sürtünme, korozyon, termal bozulma ve buna benzer olayları önlemek için yüzeye uygulanan iyileştirme yöntemleridir. Kaplamalar, çelik ve alaşımlarının korozyon ve aşınma direncini, yorulma dayanımını, fiziksel özelliklerini artırmak için kullanılırlar. Havacılık, otomotiv, tıp, tekstil, enerji santralleri, demir-çelik sanayisi, kâğıt sanayisi, gemicilik sanayisi ve petrol sanayisi gibi birçok alanda kaplama uygulamalarına ihtiyaç duyulmaktadır.Bu tezde altlık malzemesi olarak ostenitik yapıya sahip AISI 304 ve AISI 316 paslanmaz çelik ve martenzitik yapıya sahip AISI 420 paslanmaz çelik seçilmiştir. Kaplama tozu olarak yüksek aşınma direnci gösteren WC/Co seçilmiştir. Kaplama prosesi olarak, kaplama parametrelerinin özel uygulama alanlarında istenildiği gibi ayarlanabilmesi bu çalışmada HVOF yönteminin tercih edilmesine neden olmuştur. Bu çalışmada AISI 304, AISI 316, AISI 420 olmak üzere üç farklı paslanmaz çelik türü üzerine HVOF yöntemi kullanılarak 150µm, 250µm ve 350µm kalınlıklarında WC/Co kaplanmıştır. Numunelerin yarısı NiCr bağlayıcılı yarısı ise bağlayıcısız olarak üretilmiştir. Kaplanan numuneler metalografik mikroyapısal inceleme, Vickers sertlik ölçümü, yapışma testi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri gibi deneylere tabi tutulmuştur. Deneyler sonucunda sertlik değerleri, mikroyapı görüntüleri ve yapışma testi değerlendirmesi elde edilmiştir. Elde edilen değerlere göre ostanitik paslanmaz çelikler olarak kendi aralarında ve ostanitik-martenzitik paslanmaz çelikler olarak karşılaştırılarak değerlendirmeler yapılmıştır.

Coatings are improvement methods applied to the surface of a material in order to eliminate phenomena such as abrasion, friction, corrosion, thermal degradation, etc. Coatings are commonly used to enhance corrosion and abrasion resistance, fatigue strength and physical properties of steel and its alloys. Many industries such as aviation, automotive, medicine, textile, power, iron-steel, paper, shipbuilding and petroleum require coating applications.This dissertation study focuses on austenitic AISI 304 and AISI 316 stainless-steel and martensitic AISI 420 stainless steel. WC/Co, a material with high abrasion resistance, was selected as coating powder. As HVOF method, as a coating process, allows for coating parameters to be customized for specific applications, it was selected as the coating process of this study. In this study, using the HVOF method, three types of stainless-steel, namely, AISI 304, AISI 316, and AISI 420, were coated with WC/Co at the thicknesses of 150μm, 250μm ve 350μm. Half of the samples were produced using NiCr as binder and the other half were produced without using a binder. Coated samples were then subjected to metallographic microstructure assessment, Vicker's hardness test, adhesion test, and scanning electron microscope (SEM) analysis.The tests resulted in hardness values, microstructure images, and adhesion test assessments. According to the data obtained, austenitic stainless-steels were compared as austenitic and martensitic stainless-steels and the conclusions are reported.