Pulse plazma teknolojisi ile çekirdeklerde yüzey modifikasyonları

Abstract

ÖZET Anahtar kelimeler: Pulse-plazma, yüksek hız takım çeliği, yüzey modifikasyonu, sürtünme katsayısı, bilye-disk aşınma sistemi Bu çalışmada, Pulse-Plazma teknolojisi ile düşük mukavemet, düşük aşınma dayanımı, ve yüksek sürtünme katsayısına sahip düşük karbonlu çeliklerin yüzeyleri modifıye edilerek malzemelerin yüzey özelliklerini geliştirilmiştir. Yüzey özellikleri geliştirilen, bulunması kolay ve ucuz olan düşük karbonlu çelikler (AISI 8620), yüksek maliyetli üstün özellikli yüksek hız takım çeliklerin ( M2) yerine kullanımı araştırılmıştır. Bu çalışmada; AISI 8620 çelikleri metalografık çalışmaları yapıldıktan sonra üç gruba ayrılarak farklı ısıl işlemler uygulanmıştır. Üç farklı yapıdaki numunelerin yüzeyleri farklı şartlar altında Pulse-Plazma ile modifıye edilmiştir. Daha sonra bu malzemelerin herbirinin kesitinden optik görüntüleri alınmış ve yüzeyden iç kısma doğru alınan mikrosertlik ölçümleri ile sertlik profilleri çıkarılmıştır. XRD çalışmaları da yapılarak aşınma deneylerine başlanmıştır. Bilye-disk-aşınma sistemiyle modifıye edilen yüzeyler ile yüksek hız takım çeliği olan M2 çeliğine aşınma deneyleri uygulanmıştır. Aşınma deneyi ile aşınma miktarları hesaplanmış ve her bir numunenin sürtünme katsayısı ölçülmüştür. Aşınma sonrasında yüzeylerin EDS ve farklı büyütmelerde SEM görüntüleri alınmıştır. Yapılan tüm deneysel çalışmalar sonucunda; ısıl işlem uygulanan, veya uygulanmayan numuneler ile M2 çeliklerinin sertlik değerlerinin pulse-plazma ile yüzeyleri modifıye edilen çeliklerden daha düşük olduğu belirlenmiştir. Aşınma deneyleri sonucunda pulse plazma ile modifıye edilen yüzeylerin sürtünme katsayısı değeri diğer grup numunelerden çok daha düşük olduğu belirlenmiştir. Ayrıca aşınma miktarlarının da daha düşük olduğu görülmüştür. XV

SURFACE MODIFICATION OF STEELS BY PULSE PLASMA TECHNIQUE SUMMARY Key Words: Pulse plazma, modification, ball-on-disc testing The wear is due to the friction, corrosion and erosion and cause losts of expensive and special materials in large amounts. It also causes industrial and economical losts. Therefore, the materials' surfaces worked in heavy conditions must be strengthen enough to resist these hard and erosive conditions. The surface of these workpiece must have low coefficient of friction, low wear rate and high corrosion resistance. As you guess, to obtain these good properties is difficult. Due to this difficulty, its application is very expensive. High speed steels ( M2) known as high carbon steels are preferred in hard situations requiring high surface performances. However, due to their high costs and difficulties to obtain easily, the researchers have tried to find and developed new alternative materials instead of these mentioned above. As an example, a kind of modification method called pulsed- plasma process is used to developed properties of low carbon steels ( e.g. AISI 8620). So that these steels can be used instead of high alloyed high speed steels. In this study, these kinds of specimens have been used. The first group specimens were just annealed. The second one was carburized and then normalized and finally the last one was carburized tempered in oil bath at 500°C. the pulse-plasma technique was applied to all three groups to modify the surfaces of specimens. After that they are exposed to metallographic examination and cross-section observations were obtained by using optical microscope. XRD analysis was done for all specimens and micro-hardness measurements were done to draw hardness profiles. AISI 8620 and M2 steels modified by pulse-plasma method were exposed to ball-on-disc testing according to ASTM G99 to investigate their wear and friction performances in dry sliding. After this test, their surfaces' EDS and SEM photos were obtained and wear behaviours of them were investigated. xvi