Çeliklerin niobyum borür kaplanması ve özellikleri

Abstract

Bu çalışmada, AISI 1010, AISI 4140, AISI D2 ve AISI M2 çeliklerininyüzeylerine niobyum borür kaplama uygulanmıştır. Niobyum borür kaplamaişleminde, borlama işlemi boraks, borik asit ve ferro-silisyumdan olaşan sıvıborlama banyosunda gerçekleştirilmiştir. Borlanan çelikler termoraktif difüzyonyöntemi kullanılarak ferro-niobyum, amonyum klorür, alümina ve naftalindenoluşan kutu potalarda niobyumlama işlemine tabi tutulmuşlardır. Borlamasıcaklıkları AISI 1010 ve AISI 4140 çelikleri için 900ºC ve AISI D2, AISI M2çelikleri için 1000ºC, 2 saat süre olarak seçilmiştir. Niobyumlama 850ºC, 900ºCve 950ºC sıcaklıkrda 1-4 saat sürelerde gerçekleştirilmiştir.Kaplanan numunelerin morfolojik, mekanik ve yapısal karakterzasyonları ve fazanalizleri optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM), SEM-EDS veX- ışınları paternleri kullanılarak tespit edilmiştir. Aşınma testleri esnasındaalumina ve AISI 52100 bilyeler kullanılmışlardır. Aşınma deneyleri 1N, 2N ve 5Nyüklerde 180 metre mesafede 0.1 m/s, 0.3 m/s ve 0.5 m/s hızlardagerçekleştirilmiştir. Diskler ve bilyelerde meydana gelen aşınma izleri optikmikroskop ve taramalı elektron mikrobu (SEM) kullanılarak incelenmişlerdir.

In this study, boro-niobizing treatment was realized on the surfaces of the AISI1010, AISI 4140, AISI D2 and AISI M2 steels. In the boro-niobizing treatment,preboronizing was realized in a slurry salt bath consisting of borax, boric acid andferro silicon. Then, boronized steels were niobized by thermo-reactive depositiontechnique in a pack consisting of ferro-niobium, ammonium chloride, alumina andnapthtelene. Boronizing treatment was performed at 900ºC for AISI 1010 andAISI 4140, at 1000ºC for AISI D2 and AISI M2 steels for 2 h. Niobizingtreatment was performed at 850ºC, 900ºC and 950ºC for 1-4 h.Morphological, mechanical and structural characterization and phase analysis ofthe coated samples were realized using optical microscopy, scanning electronmicroscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), X-raydifractometer. Wear tests were realized against alumina and AISI 52100 stell ballsof the sliding speeds of 0.1 m/s, 0.3 m/s and 0.5 m/s and under the loads of 1N,2N and 5N. Worn tracks and scans of disk and ball metarials were analyzed usingoptical microscopy and scannig electron microscopy (SEM).