TiN seramik filmin dinamik yük altında hasarının incelenmesi
Investigation of TiN ceramic film damage under dynamic load
- Tez No: 324716
- Danışmanlar: PROF. DR. İHSAN EFEOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 67
Özet
Makina elemanları, çalışma esnasında statik yüklerden ziyade dinamik yüklere maruz kalırlar. Dinamik yüklere maruz kalan makina elemanlarından beklenen özellikler de dolayısıyla önem arzeder. Dolayısı ile çalışma şartlarına bağlı olarak makina elemanlarının; aşınmaya, sürtünmeye, korozyona ve sıcaklığa daha dirençli olmaları istenir. Bundan dolayı son yıllarda yaygın olarak kullanılan fiziksel buhar biriktirme (PVD) ve kimyasal buhar biriktirme (CVD) kaplama teknikleri ile malzemeler kaplanarak istenilen özelliklere ulaşılmaktadır. Malzemelere uygun bir kaplama yapılmasıyla sürtünme ve aşınma davranışında önemli bir düşüş gözlenir. TiN, (TiAl)N, TiC vb. Seramik filmlerle kaplanmış kesici takımların ömürlerinin, kaplanmamış takımların ömürlerinden 2-20 kat daha fazla olduğu çeşitli çalışmalarla gösterilmiştir. Bu amaçla taban olarak seçilen M2 yüksek hız çeliği üzerine PVD kaplama tekniklerinden kapalı alan dengelenmemiş magnetron püskürtme tekniği (CFUBMS) kullanılarak sentezlenen TiN kaplamaların dinamik yükleme şartları altında davranışı, hasar şekli incelenmiştir.Taban malzemesi olarak kullanılan numune 20*30*3 mm ebatlarında hazırlandı. Numune üzerinde 4 şerit ve her şeritte 11 noktada çalışıldı. Vuruş sayıları; 10, 50, 100, 300, 400, 500, 700, 900, 1100, 1300, 1500 şeklinde uygulandı. Daha sonra TiN seramik filmin; yüzey pürüzlülüğü, sertlik ölçümleri ve oluşan izlerin metal mikroskobunda incelenmesi amacıyla karakterizasyon çalışmaları yapıldı. Buehler micromet© 2000 microhardness tester cihazı ile mikro sertlik ölçümleri yapıldı. Nikon marka metal mikroskobu ile oluşan kraterlerdeki kaplama hasarı incelendi. Dinamik yükleme altında oluşan kraterlerin hacimleri ve kaplama yüzey pürüzlülüğüne Mitutoyo Surftest SJ-301 profilometresi ile bakıldı. Mikro sertlik ölçümlerinden; numunede, darbe almamış filmin sertliği ile darbe alan noktaların sertlikleri karşılaştırıldığında numunenin sertliğinde azalma olduğu görülmüştür. Bununla beraber darbe sayısının fazla olduğu noktalar ile az olduğu noktalar arasında deformasyon sertleşmesinden dolayı darbe sayısının fazla olduğu noktalarda sertliğin nispeten biraz daha fazla olduğu gözlenmiştir. Metal mikroskobunda çekilen fotoğraflardan ise; 300 çarpmada temas bölgesinde çatlakların oluştuğu, çarpma sayısı arttırıldığında çatlağın temas bölgesi boyunca ilerlediği, yer yer kırılmaların oluştuğu ve kaplamanın ara ara kalktığı görülmüştür. Bununla beraber çarpma sayısının fazla olduğu noktalarda bu bozunmalara yorulma çatlaklarının da eklendiği gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Theparts of machine subject to dynamic loading rather than static loading during operation.Therfore desirable properties from the parts of machine subject to dynamic loading increas. It is wanted that these parts have more wear resistance, corrosion resistance, friction resistance, hardness, fatigue strength, high temperature resistance. So, desirable properties have been achieved by coating materials with in recent years commonly are used physical vapour deposition (PVD) and chemical vapour deposition (CVD) techniques. İf materials are deposited suitable coatings, in the behaviour of friction and wear are obtained a considerable decreas. Various studies have showed the life of cutting tools that are coated with hard ceramic films (TİN, (TiAl) N, TiC...) are 2 - 20 times much from the life of uncoated cutting tools. In this study, M2 high speed steel was chosen as substrate and TiN hard coating deposited on M2 high speed steel by unbalance magnetron sputtering technique. In this way obtained TiN coating investigated how it deformed under cyclic loading. TiN ceramic sample prepared having the dimensions of 20*30*3 mm. On sample, four line and on each lines in eleven point were studied. The number of impacts were chosen to be 10, 50, 100, 300, 400, 500, 700, 900, 1100, 1300, and 1500. Then for surface roughness, hardness measurements, and evaluation of impact craters in an optical microskopy of coating were done chracterisation studies. A Buehler micromet® 2000 microhardness tester was used to perform the Vickers hardness tests. A Nikkon optical microscope was used to investigate coating failure in the impact craters. The impact craters volume and coating surface roughness were assesed using a Mitutoyo Surftest SJ - 301 profılmeter. From microhardness measurements, in the hardness of points subject to cyclic loading have been obtained decrease as compared with the hardness of undeformed film. However because of deformation hardening. Hardness in points that the number of impacts inerease have been observed relatively more as compared with hardness in points that the number of impacts decrease. Photographs obtained from the optical microscope, the formation and progression of a perimeter crack was visible at the edge of the contact zone after 300 impacts. As the number of impacts were inereased, a thin crack was observed around the edge of the contact zone. Nevertheless it was showed that small delaminations and spalls occur with inereased the number of impacts. However in addition to that failures, fatigue crack growth was observed in points that the number of impacts increase.
Benzer Tezler
- Effect of galvanic coupling with TiN, TiAlN, and CrN coatings, and titanium to the corrosion of steels
TiN, TiAlN, ve CrN kaplamalar ve titanyum ile galvanik çift oluşumunun çeliklerin korozyonu üzerine etkisi
BURÇAK AVCI
Doktora
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Production of solar cell and efficiency calculations
Güneş pili üretimi ve verimlilik hesapları
İBRAHİM SİNAN BÜYÜKTOPÇU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET VARİLCİ
- Investigation of dye sensitized solar cells fabricated by spray pyrolysis
Sprey metodu kullanılarak üretilen boya ile hassaslaştırılmış güneş pillerinin incelenmesi
MAHİR GÜLEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET VARİLCİ
- Seramik filmlerin ısıl işlemleri, mikroyapı ve difüzyon derecesi ilişkisi
Heat-treatment of ceramic films, microstructure and diffusion degree relations
ERSİN ARSLAN
- 316L paslanmaz çelik üzerinde katodik ark FBB ve oxidasyon yöntemleriyle üretilen zirkonyum oksit kaplamaları özellikleri
Properties of zirconium oxide coatings on 316-L stainless steels produced by cathodic arc PUD and oxidation techniques
ERDEM ŞİRELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN