Geri Dön

Bor yayınımıyla çeliklerde yüzey sertleştirme

Başlık çevirisi mevcut değil.

PDF İndir

  1. Tez No: 2092
  2. Yazar: NAZIM BOZKURT
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RECEP A. SAFOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1984
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 132

Özet

Bor ve bileşikleri, çelik sanayinde cüruf yapıca alaşım elementi ye yüzey sertleşti rici olarak kullanılmakta dır. Türkiye'de bol miktarda bulunan bor minerallerinin meta lürjide değerlendirilmesine yönelik olan bu çalışmada özellik le bor bileşikleriyle çeliklerde yüzey sertleştirme“BORLAKA”işlemi üzerinde durulmuştur. Borla yüzeyi sertleştirilmiş çelik grubu malzemeler, borlu tabakanın çok sert (*v 2000vikers), aşınmaya dayanıklı ve sürtünme katsayısının,çok düşük olması nedeniyle endüstri de bir çok kullanım alanı bulmuşlardır. Borlu malzemelerin ko- rozyon direnci, HCl asitde ve Al, Zn, Pb metallerinin sıvı banyolarında oldukça yüksektir. Bor ila yüzey sertleştirme» esas olarak borun yüksek sıcaklıkta celine yayınımı olayıdır. Bor kaynağının fiziksel durumu sıvı, gaz veya katı olabilir. Borlama banyosu ana bile şeni herhangi bir bor bileşiğidir. (B-C, tîaJB.O-, BJHL gibi). Bor yayınımı genel olarak çeliğin borlama ortamında 850-1000 °C sıcaklıkta 2-6 saat bekletilmesiyle gerçekleşmektedir. Borlu tabakanın özellikleri, Borlanan çeliğin bile şimi başta olmak üzere, borlama sıcaklığı ve süresi ile ila ve ısıl işlemlere bağlıdır. Borlamanm endüstriyel uygulaması için tek fazlı (Fe“B) yapı veren ve bor yayındırma potansiyeli yüksek olan borlama ortamları gereklidir. Son senelerde uygulamaya ko nulan bu tür banyo bileşimleri genellikle patentlerle korun maktadır. Ülkemizde mevcut bor kaynaklarıyla borlama banyo-- II - sunun tesbiti bu çalışmanın ilk aşamasını oluşturmaktadır. Deneysel çalışmalarda, borlama metodu olarak ”sıvı ortam borlaması“ ve borlama ana bileşeni olarak da ”boraks“ seçilmiştir. Tez, ”Ülkemiz kaynaklarıyla borlama banyosu tes biti“ ve ”elde edilen borlu tabakanın özellikleri“ çerçevesin de sunulmuştur. ' Deneysel çalışmaların birinci bölümünde, ana banyo bileşeni olan ”Boraks“a, ”Ferro-silis!' ı ve“Ferro-silis+kalsi- ne borik asit”ilavelerinin borlu tabaka faz yapısı ve kalın lığına etkisi araştırılmıştır. Deneyler, 940 °C sıcaklıklı banyolarda AISI 1042 çeliğinin 5 saat, süreyle borlanmasıyla gerçekleştirilmiştir.“Boraks+Ferro-silis”bileşimli banyo larla tek fazlı borür tabakası (FeJB) elde edilmiş ve banyo daki ıFerro-si lis miktarı arttıkça borlu tabaka kalınlığının artığı gözlenmiştir.“Boraks+Ferro-silis”sistemine kalsine borik asit ilavesi ise, borür tabaka kalınlığının 3-4 misil artırmıştır.“BorakstFerro-siıis+kalsine borik asit”bileşim li banyolarla elde edilen borür tabakası faz yapısının sis temdeki kalsine borik asit miktarıyla ilgili olduğu» %18'den fazla kalsine borik asit ilavesinin borür tabakasında' Fe2B yanında FeB fazını da oluşturduğu tesbit edilmiştir. Borlu tabaka faz yapısı ve çalışma koşulları bir arada“ gözönüne alındığında, borak'sa ilave edilen Ferro-si lis”in %25' i ve kalsine borik asidin de %16'i geçmemesi öne rilmiştir. Deneysel çalışmaların ikinci kısmında borlu taba kanın Özellikleri araştırılmıştır. Borlu tabakanın borür ta bakası ve geçiş zonundan oluştuğu tesbit edilmiştir. Geçiş zönunun varlığı, otoradyograf i metodundan faydalanılarak- Ill aydınlığa kavuşturulmuştur. 5B10.ı.0n,» 2«K + Li* +2,4 MeV reaksiyonuna dayanan otoradyograf i metodunda o( partiküllerini tesbit için selüloz asetat butirat (SAB) kullanılmıştır. Nöt ron ışınlamasından sonra SAB malzemesi, 60 °C sıcaklıktaki % 28'lik KOH banyosunda 10-25 dakika süreyle dağlanmıştır. Bu metodla geçiş zonundaki borun mikroskobik dağılımı SAB üzeri ne çıkarılmıştır. Alaşımlı ve yüksek karbonlu çeliklerde optik mikroskopla tesbit edilemeyen geçiş zonu» otoradyografi meto duyla tesbit edilebilmiştir. Yine bu metodla bor yayınımının, malzeme haddeleme yönüne paralel bir yönlenme gösterdiği de gözlenmiştir. AISI 1042 çeliğinde elde edilen geçiş zonu ile ilgi li diğer bir bulgu ise, borun bu zonda çeliklerde alaşım ele menti olarak gösterdiği etkileri göstermesi olmuştur. Deneysel çalışmaların son bölümünde borlu tabaka nın kinetiği araştırılmıştır. Bu seri çalışmalarda farklı iki banyo kullanılarak borür tabakası ve geçiş zonu kinetiği ay rı ayrı incelenmiştir. Farklı bileşimdeki banyoların borür tabakası büyüme kinetiği açısından büyük farklılıklar göster diği belirlenmiştir. Önerilen optimum banyo kompozisyonunda AISI 1042 çeliğinin borlanmasıyla elde edilen borür tabakasın, ait aktivasyon enerjisi değerinin 31 k.kal/mol K olduğu be lirlenmiştir.“Geçiş zonu tabaka kalınlığı zaman”bağıntısının ise logoritmik eksenlerde doğrusal (lineer) olduğu bulunmuş tur.

Özet (Çeviri)

Boron and its compounds can bu used as an alloying element, slag maker and case hardener in the steel industry. Aiml of this work primarily depends on the utilization of the Turkish boron mineral resources from metallurgical aspect, particularly boronizing of steel. Boronizing results in some important improvements in the surface properties of steel. Among the advantages of boronizing, the increas in various engineering properties such as surface hardness up to around 2000 HV and a high resistance to frictional wear, oxidation, and corrosion can be particu larly mentioned. Boronizing is a diffusion process analogous to carburizing. However, unlike carburizing (in which there is a gradual transition) (in composition between the carbon-rich surface and the substrate) in boronizing, double-or single- phase boride layers of definite compositions having a characteristic morphology are formed. Boron source in the boronizing process can be either solid, liquid or gaseous. Main component of boronizing bath can be any boron compounds of minerals such as B4C, Na2B40?, B2H6 etc. Boronizing of steels generally can be done at 850-1000° C for 2-6 hours depending on the desired depth of the boride layer. Properti es of boronized layer primarly depends on the chemical compo sition of steel, boronizing temperature, time and applied additional heat treatment after proces.- V For industrial applications of boronizing» the boronizing medium must have high boron diffusion potential which results in single-phase boride layer of Fe2B. In past years» chemical composition of the boronzing baths are generally patented in the industry. Initial part of this work was carried on the optimization of bath composition by using the indigenous boron resources. For this purpose, molten borax baths with additives were choo sen. Specimens were prepared from an AISI SAE 1042 steel rod 20 mm in diameter. They are boronized at 940 °C for 5 hours. Influence of addition of NaCl, Sic, B"03 and Ferrosilicon in to the borax bath on the boride layer was systematically reported. It is observed that addition of ferro silicon up to 30 % into the borax bath gives the single-phase boride layer of Fe2B and thickness of the layer increases as the amount of ferro silicon increased. On the other hand, addition of calcine boric acid in to the borax and ferro silicon system caused an increase in boronized layer thickness about 3-4 times. Addition of calcine boric acid more than 18 % caused the apperance of FeB layer beside the Fe2B was reported. As the required boride phase and optimum working conditions are concerned, addition of not more than 25 % ferro silicon and 18 % calcine boric acid was recommended. Second part of this work was mainly concerned with the search of the properties of boride layer and its under neath. To do this, hardness measurements, optical metallog raphy, x-ray mi cro-ana lysis and

Benzer Tezler

  1. Tez No

    136652

    Bor yayınımıyla yüzeyi sertleştirilmiş çeliklerin aşınmaya karşı dayanımlarının ve pulluk uç demirlerinde uygulama olanaklarının araştırılması

    The Investigation on wear endurance of surface hardened steels by boriding and field applications of ploughshare materials

    ÜMİT ER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİLAL PAR

  2. Tez No

    362893

    Çeliğin borlanmasında borür tabakası, geçiş zonu ve ana matriksin özelliklerinin iyileştirilmesi

    Başlık çevirisi yok

    ABDULLAH ÖZSOY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1991

    Makine MühendisliğiAnadolu Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MACİT YAMAN

  3. Tez No

    85782

    Sade karbonlu çeliklerin borlanmasında, borür tabakası özelliklerine, karbon miktarının etkisi

    The Effect of carbon quantity to the boride layer in the boriding of steels with simple carbon

    CENGİZ ÇİFTCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Metalurji MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. REMZİ GÜRLER

  4. Tez No

    255509

    Boron removal from geothermal water by ion exchange-membrane filtration hybrid process

    İyon değiştirme-membran filtrasyon hibrit prosesle jeotermal sulardan bor giderilmesi

    İDİL YILMAZ İPEK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Kimya MühendisliğiEge Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MİTHAT YÜKSEL

    PROF. DR. NALAN KABAY

  5. Tez No

    577195

    Characterization and applications of eutectic freeze crystallization

    Ötektik donma kristalizasyonun özellikleri ve uygulamaları

    MOHAMMADREZA AKBARKERMANI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATMA ELİF GENCELİ GÜNER

Geri Dön