Düşük orta karbonlu çeliklerin termokimyasal borlama ile yüzey özelliklerinin geliştirilmesi
Improvement of surface properties of low and medium carbon steels by thermochemical bronizing
- Tez No: 142611
- Danışmanlar: PROF. DR. M. KELAMİ ŞEŞEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
DÜŞÜK VE ORTA KARBONLU ÇELİKLERİN TERM OKİMY ASAL BORLAMA İLE YÜZEY ÖZELLİKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ ÖZET Bu çalışmada termokimyasal borlama yöntemi kullanılarak ticari EN-TS-C10E, EN- TS-C35E, EN-TS-C60E ve 41Cr4 makina yapım çelikleri horlanmıştır. Borlama sonrası malzeme yüzeylerinde oluşan borür yapılan ve malzemelerin yüzey özellikleri borlama süresi (2, 4, 6 ve 8 saat) ve borlama sıcaklığına (850°C, 950°C ve 1050°C) bağlı olarak incelenmiştir. Borlanan tüm numunerde yüzeyden itibaren sertlik profilleri çıkartılmış ve malzeme yüzeylerinde ana malzeme sertiğinden yaklaşık 7-9 kat yüksek sertlikler bulunmuş, sertlik değerleri malzeme karbon miktarı ile ilişkilendirilmiştir. Borür tabakasının mekanik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla kırılma tokluğu ölçümleride sert ve gevrek malzemelere uygulanan indentasyon tekniği uygulanarak yapılmış, borlama sıcaklığı, borlama süresi ve malzemenin karbon içeriğine bağlı olarak tokluk sonuçlan değerlendirilmiştir. Bu çalışmalann yanında borlama sıcaklığına ve süresine bağlı olarak tabaka kalınlığındaki değişimler incelenmiş, karbon miktanna bağlı olarak borür tabakası kalınlığının nasıl değiştiği incelenmiştir. Yapılan kinetik çalışmalarla borlama süre ve sıcaklığına bağlı olarak bor difuzyon katsayısı değerleri hesaplanmış, borür tabakasının oluşumu için gerekli aktivasyon enerjisi değerleri hesaplanmıştır. Korozyon deneylerinde horlanmış ve horlanmamış numuneler farklı oranlarda asit içeren çözeltiler içersinde oda sıcaklığında 12 saat süreyle bekletilmişlerdir. Deneylerde %10'luk H2S04, %15'lik HC1 ve %30'luk H3PO4 çözeltileri kullanılmıştır. Yapılan çalışmalarda borlama sonunda çelik numune yüzeylerinde kolonsal yapıda FeB ve altında Fe2B fazlan elde edilmiştir. Borür tabakasının kalınlığı sıcaklık ve süreyle artmakta, karbonun artışıyla azalmaktadır. Oluşan çift faz yapısı optik mikroskop ve SEM görüntüleri ile tespit edilmiştir. Borlama sonrası üç farklı yapı elde edilmiş olup bunlar: a) borürleri içeren yüzey tabakası, b) bor atomlannı içeren geçiş bölgesi, c) çelik matris. Yapılan sertlik ölçümleri ile malzemelerdeki karbon miktan ilişkisi kurulmuş ve karbon miktannın artışıyla sertliğin arttığı %0,5 C'dan sonra lineer kaldığı görülmüştür. Kınlma tokluğu çalışmalannda kullanılan tüm numuneler için kınlma tokluğu değerleri 3,12 ile 4,54 MPa.m1/2 arasında bulunmuştur. Aynca borlama süresinin artışına bağlı olarak kınlma tokluğu değerlerinin düştüğü tespit edilmiştir. Yapılan kinetik çalışmalar göstermiştir ki borlama sıcaklığının ve süresinin artışıyla difuzyon katsayısı değerleri -de artmaktadır. %10;luk H2SO4, %15'luk HC1 ve %30'luk H3PO4 sıvılan içerisinde yapılan daldırma korozyon deneyleri sonuçlanna göre kullanılan malzemelerin korozyon dayanımlan borlama yoluyla 2-73 kata kadar arttınlmıştır. Aynca kullanılan horlanmış çelik malzemenin karbon içeriğinin artışıyla korozyon dirençlerinin arttığı tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
IMPROVEMENT OF SURFACE PROPERTIES OF LOW AND MEDIUM CARBON STEELS BY THERMO-CHEM1CAL BORON1Z1NG SUMMARY In this study, commercial EN-TS-C10E, EN-TS-C35E, EN-TS-C60E and 41Cr4 steels were boronized by thermo-chemical boronizing technique. After boronizing, surface properties and borides formed on the surface of materials were investigated depending on the boronizing time (2, 4, 6 and 8 h) and boronizing temperature (850°C, 950°C and 1050°C). Hardness profiles of the boronized materials were measured on the metallographic sections after boronizing. It is found that hardness of boride layers ranged from 1 600 to 2200 HK.0,05 and was 7-9 times higher than that of metallic matrix of materials and hardness values were related to carbon contents of materials. Fracture toughness of samples were measured by indentation technique generally performed to hard and brittle materials, depending on the boronizing temperature, boronizing time and the effects of carbon contents of materials on fracture toughness were investigated. In addition, variations on the boride layer thickness were related to boronizing temperature, boronizing time and carbon content. Kinetic studies were also performed and boron diffusion coefficients were calculated depending on the boronizing temperature and boronizing time. Activaton energies required for the formation of boride layers were also calculated. In corrosion studies boronized and unboronized samples were immersed in acidic solution containing different amount of acids and were kept for 12 hours at room temperature. %10 H2SO4, %1 5 HC1 and %30 H3PO4 solutions were used in experiments. After boronizing, metallographic studies showed that columnar FeB and Fe2B phases were formed on the surfaces and subsurfaces respectively. Thickness of the boride layers are increased with increasing of time and temperature. Double phase structures were revealed by optical microscope and electron microscope (SEM). After boronizing three distinct regions were revealed; a) a surface layer consisting of borides b) transition zones consisting of diffused boron atoms and c) a steel matrix. Amount of carbon in all samples are related to hardness values found and it is showed that after %0,5 C, no increase in hardness is revealed. Fracture toughness of the borided surfaces ranged from 3,12 to 4,54 MPa.m,/2. It was observed that longer boronizing time reduces fracture toughness values. Kinetic studies showed that when the boronizing temperature and boronizing time increase, the diffusion coefficients of boron are increased. As a result of corrosion tests, corrosion resistance of borided steels is found 2-73 times greater than that of unborided steels. Futhermore, increase in the carbon content of the materials resulted in higher corrosion resistance.
Benzer Tezler
- Düşük karbonlu çeliklerin tozaltı ark kaynak yöntemi ile kaynak edilebilirliğinin ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
SABRİ KILINÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Eğitim ve ÖğretimGazi ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CEMİL ÇETİNKAYA
- Yerli yapım bazı tarım makinalarında malzeme bakımından kalite kavramı ve kalitenin iyileştirilmesi üzerinde bir çalışma
A study on the quality conceot regardings materials used and improvement of some domesticly manufactured agricultural machines
BÜLENT ÇAKMAK
- Düşük karbonlu yumuşak çeliklerin Co esaslı süper alaşım elektrotları ile kaplanabilirliğinin araştırılması
The investigation of hardfacing of low-carbon mild steels by Co based super alloys electrodes
MEHMET YAZ
Doktora
Türkçe
2005
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. HALİS ÇELİK
- Düşük karbonlu bir çelikte kaynak enerji girişi ve başlangıç tane boyutunun kaynak bölgesinin iç yapı ve mekanik özelliklerine olan etkisi
Başlık çevirisi yok
MEHMET EROĞLU
Doktora
Türkçe
1997
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA AKSOY
- The Corrosion behavior of low-alloy steels in oil well fluids
Başlık çevirisi yok
NASSER AHMED FAYAD
Yüksek Lisans
İngilizce
1989
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF. DR. MUSTAFA DORUK