Yüzey İşlemleri Uygulanmış W350 Kalite Sıcak İş Takım Çeliğinin Tribolojik Karakterizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ali Kerem Timur
Danışman: Şaban Hakan Atapek
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, W350 ISOBLOC sıcak iş takım çeliği üzerine çoklu yüzey işlemleri uygulanmış olup, yüzeyde ve kesitte yapısal karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Konvansiyonel olarak 1010°C sıcaklıkta 20 dakika östenitleştirilen takım çeliği havada soğutulmuş ve 580°C sıcaklıkta üç kez 2 saat boyunca temperlenmiştir. Isıl işlemi takiben 6-8 bar basınçta önce alumina ve sonrasında çelik bilya ile yüzeyleri dövülen çelik yüzeyinde nitrokarbürizasyon, oksidasyon ve nitrasyon + oksidasyon içeren çeşitli yüzey işlemleri uygulanmıştır. Temper martenzitik matrikse sahip takım çeliğinin yüzeylerinde ve kesitlerinde yapılan metalurjik incelemeler; (i) yüzeylerde homojen bir kaplamanın var olduğunu, (ii) karbonitrasyon işlemi sonrası yüzeyden merkeze ~ 8 µm kalınlığında bir azot ve karbonca zengin tabakanın oluştuğunu ve difüzyon tabaka derinliğinin ~ 120 µm derinlikte olduğunu, (iii) oksidasyon ile yüzeyde ~ 2 µm kalınlığında demir oksit fazına ulaşıldığını ve (iv) nitrasyon işlemi ile beyaz tabaka oluşturulmaksızın ~ 20 µm derinliğinde bir difüzyon tabakasının var olduğunu ve bu tabaka üzerinde oksidasyon ile ~ 2 µm kalınlığında demirce zengin bir oksit tabakasının oluştuğunu göstermiştir. Nitrokarbürizasyon işlemi ve nitrasyon+oksidasyon işlemleri ile çelik yüzeyinde sırası ile 1125 ve 805 HV sertlik değerlerine ulaşılmış olup, elde edilen sertlik değerleri ısıl işlem uygulanmış çeliğin matriks sertlik değerinden (560 HV) nispeten daha yüksektir. Oda sıcaklığı ve yüksek sıcaklıkta (350 ve 450 °C) yapılan aşınma testleri, yüzey işlemleri ile konvansiyonel ısıl işlem uygulanmış çeliğin aşınma direncinin önemli ölçüde arttırılabildiğini ortaya koymuştur. Yüksek yük taşıma kapasitesine sahip bir difüzyon tabakasının varlığı ile nitrokarburizasyon işlemi uygulanmış çelikte en yüksek aşınma direnci sağlanmıştır.