8620 çeliğinin yüzey performanısının plazma sprey kaplama ve HVOF yöntemleri kullanarak iyileştirilmesi

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler: Termal Sprey Kaplama, Plazma Sprey, HVOF, Stellite 6, optik mikroskop, elektron mikroskobu, X-ışınları difraksiyonu (XRD), aşınma testi. Yüksek sıcaklık uygulamalarında, malzemelerin özelliklerinin çevresel etkilere karşı korunabilmesi için yüzeylerinin koruyucu bir tabaka ile kaplanması son yıllarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüzde, koruma amaçlı kaplamalar elde edilmesine yönelik çok çeşitli kaplama yöntemleri vardır. Bu yöntemler, kaplama kalitesi, yoğunlaşma verimi, prosesin kompleksliği, yatırım masrafları... gibi faktörlerle birbirinden ayrılır. Önemli olan en iyi kalitede kaplama elde etmek amacıyla en uygun metodu seçmektir. Malzemelerin yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi ya da özelliklerinin çevresel etkilere karşı korunabilmesi, dolayısıyla da parça performansının artırılabilmesi amacıyla yüzeyinin koruyucu bir tabaka ile kaplanması amacıyla, kaplama tekniklerinden termal sprey kaplamaların bir dalı olan Plazma Sprey Kaplama Teknolojisi ve HVOF (High Velocity Oxy Fuel) sistemi, yüksek proses sıcaklığı ile geniş aralıkta malzeme seçimine ve bunların geniş endüstri alanlarında kullanılmasına imkan veren yöntemler arasındadır. Bu çalışmada, açık atmosfer şartlarında iki farklı termal sprey kaplama yöntemi olan plazma sprey kaplama ve HVOF sistemleri kullanılarak AISI 8620 alaşımlı çelik numuneler üzerine Stelliteö marka Co esaslı toz kullanılarak kaplama yapılmış ve yüzey performansının incelenmesi sağlanmıştır. Elde edilen yeni yüzeylerin hem optik mikroskop hem de taramalı elektron mikroskobu ile metalografik incelemeleri yapılmıştır. Yüzey pürüzlülükleri, porozite, sertlik, yapışma mukavemeti, kırılma tokluğu ve kaplama kalınlıkları ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca kaplama sonrası mikroyapılar kantitatif X-ışınları difraksiyonu (XRD) kullanılarak karakterize edilmişlerdir. Karakterize edilen kaplamalar üzerinde daha sonra aşınma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma ile iki kaplama yöntemi ile elde edilen yeni yüzeylerin performanslarının incelenmesi ve değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Buna bağlı olarak seçilen altlık malzemesinin yüzey performansının iyileştirilmesi sağlanmıştır. Xii

IMPROVING THE SURFACE PERFORMANCE OF 8620 ALLOY STEEL WITH USING PLASMA SPRAY COATING AND HVOF PROCESSES SUMMARY Keywords: Thermal Spray Coating, Plasma Spray, HVOF, Stellite 6, optical microscope, electron microscope, quantitative X-ray diffraction (XRD), wear tests. During heat applications, coating the surface of the material with a protective layer become prevalent for recent years. Nowadays, there are plenty of coating applications for defensive purposes. Those kind of methods differs like coating quality, defense output, process complexity, investment expenses, from each other. The important thing is to choose the convenient method to gain the best qualified coating. Protective overlay which is used for protecting from the enviromental effects and/or improving the surface properties, is a commonly used method.Thermal spray coating techniques of Plasma Spray and HVOF are widely used in many industrial applications regarding their high process temprature and their ability to be applied on a wide variety of materials type. In this study the samples of AISI 8620 steels are coated with Co based alloy, which is commercially named Stellite 6, by using HVOF and Plasma Spray techniques. The surface appearances of the thermally coated samples are obtained from optical and electron microscope. Furthermore the surface roughness, porosity, strenght, bond strenght, breaking dense and coating thickness is measurings have compleated Besides, micro-structures analysis characterize by using quantitative X-ray diffraction (XRD) method. Wear tests were carried out after character analysed, on coatings. With this study, by two coating process we got, new surfaces performances inspection and evoluation is aimed. The surface performance improvement is provided, related to chosen underlay material. XEIl