| Popis: |
Genel olarak çelik malzemeler; mekanik etkileşimler sonucu aşınma, kimyasalreaksiyonlar sonucu korozyon türü hasarlarla servis dışı kalarak ülke ekonomilerindebüyük kayıplara neden olmaktadırlar. Makinelerde çıkan arızaların ve yapıelemanlarının kullanım dışı kalmasının en önemli sebeplerinden birisi aşınmadır.Sürtünme nasıl bir enerji kaybı nedeni ise aşınmada tekrar geriye kazanılamayan birmadde kaybı sebebidir. Aşınma ve korozyonun neden olduğu hasarın, ülkeekonomilerine bu denli yük getirmesi bilimsel ve endüstriyel çevreleri hareketegeçirmiş ve daha dayanıklı malzemeler arayışına yönlendirmiştir. Bu amaçlaendüstride yoğun olarak kullanılan çelik malzemeler üzerine, difüzyon, kimyasal vefiziksel biriktirme ile kaplama teknikleri geliştirilerek 2-10 μm kalınlığında serttabakalar elde edilmiştir. Seramik karakterli olan bu tabakalar, aşınmaya, korozyonave yüksek sıcaklık uygulamalarına karşı oldukça dirençlidir. Bundan dolayı sertyüzey kaplama yöntemleri hem bilimsel hem de endüstriyel çevrelerde önemkazanmıştır.Bu çalışmada, AISI 1020, AISI 4140 ve AISI P20+Ni çelik malzemelerin yüzeyindetermoreaktif difüzyon yöntemi kullanılarak krom-titanyum-nitrür (Cr-Ti-N)tabakasının elde edilmesinin mümkün olup olmadığı araştırılmıştır. Çalışma ikiaşamalı olup, birinci aşamada, metalografik olarak hazırlanan malzemeler 560oCsıcaklıkta 24 saat süreyle gaz nitrürleme işlemine tabi tutulmuşlardır. İkinci aşamadaise, nitrürlenmiş yüzeyler 1000oC sıcaklıkta 2 saatlik sürede ferro-krom, ferrotitanyum,alümina, amonyum klorür ve naftalinden oluşan katı ortamda TRD tekniğiile kromlama işlemine tabi tutulmuşlardır. Ayrıca en iyi kaplamanın hangi çelikteoluşturulduğu belirlenerek kaplama tabakasının karakterizasyonları yapılmıştır. Çelikyüzeyinde oluşturulan krom-titanyum-nitrür (Cr-Ti-N) tabakalarının geniş birspektrumda özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla optik mikroskop, taramalı elektronmikroskobu (SEM), elementel yapı analizi (EDS) ve atomik kuvvet mikroskobu(AFM) ile mikroyapı incelemeleri ve elementel analizler, x-ışınları difraksiyonanalizi ile faz analizleri gerçekleştirilmiştir. Aynı şekilde tabakaların mekaniközellikleri, mikro sertlik ölçümleri ve aşınma deneyleri ile belirlenmiştir. Ayrıcayüzeyde oluşan kaplama tabakaların korozyon davranışları incelenmiştir.Anahtar kelimeler: Kaplama, Krom Nitrür, Krom Titanyum Nitrür, Aşınma,Korozyon, Termo-Reaktif Difüzyon Kaplama In general steel materials cause great loss in country economy by being out of servicewith damages of mechanical contact and chemical reactions caused from wear andcorrosion of steels. Corrosion is one of the most important causes of being out ofservice of building element and malfunction in machines. Friction is the cause ofenergy loss just as corrosion is the cause of irretrievable material loss. Wear andcorrosion is such a major problem for a country economy that it has activatedscientists and industrialists and has led them to improve more resistant materials. Forthis purpose, hard coating having 2-10 μm thickness were obtained with diffusionand physical or chemical vapor techniques on steel substrates. These coatings haveceramic structure and they resistant to wear, corrosion or high temperatureconditions. For these good properties, hard coating techniques have gainedimportance for both scientists and industrialists.In this study, it is examined whether to obtain Cr-Ti-N layer by using TRD methodon AISI 1020, AISI 4140 and AISI P20+Ni steel material surfaces. This studyincludes two steps. At first step, metallographic materials has been subject to gasnitriding at 560°C for 24 hours. At second step, pre-nitrided steel substrate has beensubject to chromizing at 1000°C for 2 hours in the harsh mixture consisting of ferrocromium,ferro-titanium, alumina, ammonium chloride and naphthalene with TRDmethod. Also, coating layer's characterization was employed by determining the bestcoated steel. Features of Cr-Ti-N layers created on steel surface were searched in awide spectrum. By this aim, microstructure analysis and elemental analysis, werecarried out by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), energydispersive spectroscopy (SEM-EDS) and atomic force microscopy (AFM) and phaseanalysis were carried out by X-ray diffraction (XRD). At the same time mechanicalfeatures of layers were determined by micro hardness measures and abrasionsexperiments. Also the corrosion behaviors of coating layer formed on the surfacewere investigated.Keywords: Coating, Chromium Nitride, Chromium Titanium Nitride, Wear,Corrosion, Thermo-Reactive Diffusion Coating 193 |
