Surface treatment of heat treatable steels via nitriding and thin crn coating
Isıl işlem yapılabilir çeliklerde nitrürleme ve ince CrN kaplama yoluyla yüzey işlemleri
- Tez No: 324021
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Bu çalışmada yüzey işlemlerinin, 1.8550, 1.7225, 1.2344, 1.2738 ve 1.2379 alaşımlarının aşınma direncine ve yüzey sertliğine etkileri incelenmiştir. 1.8550 ve 1.2738 kaliteleri sertleştirilmiş ve menevişlenmiş olarak, diğer alaşımlar is tavlanmış olarak alınmıştır.1.7225, 1.2344 ve 1.2379 alaşımlarına bu tez kapsamında sertleştirme ve menevişleme işlemleri uygulanmıştır.Yüzey işlemi olarak plazma nitrürleme ve fiziksel buhar biriktirme yoluyla ince film kaplama teknikleri uygulanmıştır. Yüzey işlemlerinden sonra, numunelerin karakterizasyonu, için mikroyapı incelemesi, XRD analizi, mikrosertlik ölçümü, yüzey pürüzlülüğü ölçümü, Rockwell C yapışma testi ve aşınma testi yapılmıştır.Plazma nitrürleme işleminin sonucunda 1.8550, 1.7225, 1.2344 ve 1.2738 alaşımların yüzeyinde beyaz tabaka oluşurken, 1.2379 alaşımında beyaz tabakanın oluşmadığı belirlenmiştir.10g'dan başlayıp 10000g'a kadar yapılan sertlik ölçümlerinde, nitrürlenmiş alaşımların yüzey sertliklerinde, sertleştirilmiş ve menevişlenmiş hallerine göre kayda değer miktarda artışlar olduğu belirlenmiştir. Fiziksel buhar biriktirme yoluyla CrN kaplama işlemi yüzey sertliklerini daha da artırmıştır. CrN kaplanmış yüzeylerin sertlik ölçümlerinde indentasyon yükü arttıkça sertliğin azaldığı gözlenmiştir.Rockwell C yapışma testinde, CrN kaplamaların martensitik ve nitrürlenmiş altlıklarla iyi bağ yaptığı gözlenmiştir. CrN kaplamalara benzer şekilde, nitrürlenmiş yüzeylerdeki indentasyonların çevresinde mikro çatlaklar görülmekle birlikte ciddi boyutta kabarma, kalkma türü bir durumla karşılaşılmamıştır.Nitrürlenmiş numunelerin kesitleri boyunca 25g yük ile yapılan mikrosertlik ölçümleri, 1.2379 alaşımının sertlik derinliğinin, 1.8550, 1.7225, 1.2344 ve 1.2738 kalite çeliklere kıyasla daha az olduğunu ortaya çıkarmıştır.Beyaz tabaka içeren nitrürlenmiş 1.8550, 1.7225, 1.2344 ve 1.2738 kalite çelikler, sertleştirilmiş ve menevişlenmiş hallerine göre daha az aşınma direnci göstermişlerdir. Beyaz tabakası olmayan nitrürlenmiş 1.2379 kalite çeliğin aşınma direnci ise sertleştirilmiş ve menevişlenmiş haline göre artmıştır.Martensitik ve nitrürlenmiş çeliklerin CrN kaplanması aşınma direncinde belirgin bir artış ve sürtünme katsayısında azalmaya neden olmuştur. Nitrürlenmiş martensitik çeliklerin CrN kaplanması sonucunda en iyi aşınma direnci elde edilmiştir
Özet (Çeviri)
In this study effect of surface treatment on wear resistance and surface hardness of 1.8550, 1.7225, 1.2344, 1.2738 and 1.2379 quality steels were investigated. 1.8550 and 1.2738 alloys were received in quenched and tempered state, while the other grades were in annelaed state. Therefore 1.7225, 1.2344 and 1.2379 steel grades were quenched and tempered in the scope of this thesis.As surface treatment, plasma nitriding and CrN coating via PVD technique were applied. After the surface treatment process characterization of the samples were made by microstructure examinations, XRD analyses, microhardness tests, surface roughness measurements, Rockwell C adhesion tests and wear tests.As a result of plasma nitriding process, white layers have been formed on the surfaces of quenched and tempered 1.8550, 1.7225, 1.2344 and 1.2738 quality steels. However, the surface of the martensitic 1.2379 quality steel was free from white layer.At indentation loads in between 10g and 10000 g, considerably higher surface hardness values were detected on the surfaces of the nitrided alloys when compared to their quenched and tempered state. CrN coating of the steel by PVD techniques resulted in a further increase in surface hardness. The surface hardness of CrN coated alloys gradually decreased with increasing indentation load. According to the Rockwell C adhesion tests, CrN coatings established relatively good bonding with the martensitic and nitrided substrates. Similar to the CrN coatings, some micro-cracks were also detected at the vicinity of the indents of the nitrided steels, without leading severe delamination.Hardness measurements on the cross sections of the nitrided steels at indentation load of 25 g revealed that, the case depth of the 1.2379 alloy was very small compared to those of 1.8550, 1.7225, 1.2344 and 1.2738 quality steels.White layer containing 1.8550, 1.7225, 1.2344 and 1.2738 quality nitrided steels exhibited lower wear resistance than their quenched and tempered states. For the white layer free 1.2379 quality nitrided steel, wear resistance was enhanced upon nitriding when compared to its quenched and tempered state.CrN coating of martensitic and nitrided steels caused significant improvement in wear resistance and reduction in friction coefficent. The excellent wear resistance was obtained after CrN coating of nitrided martensitic steels.
Benzer Tezler
- Küresel grafitli dökme demirlerin borlanması ve özellikleri
The boriding of some ductile irons and their properties
UĞUR ŞEN
Doktora
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEVZİ YILMAZ
- Yüksek karbonlu bir çeliğin mikroyapı ve mekanik özelliklerine izotermal tavlamanın etkisi
Effect of isothermal annealing on microstructure and mechanical properties of a high carbon steel
MUSTAFA SERDAR KUZYAKA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. MURAT BAYDOĞAN
- İndüksiyonla sertleştirilmiş millerin dinamik davranışlarının deneysel analizi
Experimental analysis of dynamic behaviors of induction hardened shafts
UFUK KABASAKALOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiDüzce ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMİT SARUHAN
- Manganez bronzlarında ısıl işlemle sertleşme mekanizması ve faz dönüşümleri
The Phase transformation and hardening mechanism by heat treatment of cast manganese bronzes
ABDULLAH OTUZBİR
- Boru ve profil geometrilerindeki Al 6061 alüminyum alaşımına mikro ark oksidasyon kaplama uygulamaları
Micro arc oxidation coating applications on Al 6061 aluminium alloy in pipe and profile geometries
FURKAN YAŞA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FAİZ MUHAFFEL