Geri Dön

AISI 4140 çelik malzemenin yüzey özelliklerini geliştirmek için yenilikçi bir PTA yöntemi

A novel PTA coating method to improve surface properties of AISI 4140 steel materials

  1. Tez No: 466588
  2. Yazar: GÖKÇE MEHMET AY
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. OSMAN NURİ ÇELİK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 167

Özet

Sürtünme ve aşınma birbiri üzerinde hareket eden tüm parçalarda değişen oranlarda görülen iki olgudur. Sürtünme ve aşınmanın etkilerini azaltmak için çeşitli yağlama ve yüzey özellikleri geliştirme yöntemleri uygulanmaktadır. Bu çalışmada Plazma Transfer Ark ile yüzey kaplama yöntemi kullanılarak Nikel bazlı Borlu bir kaplama geliştirilmiştir. Nikel bazlı kaplamalar lazer kaplamada ve PTA'da kullanılıyor olsa da Nikel'in sadece Bor'la beraber uygulandığı kaplama mevcut değildir. Bor kaynağı olarak Ekabor II ve saf B C kullanılmıştır. Bu iki malzemenin ayrı ayrı 4 farklı oranlarda Nikel ile karıştırılması sonucunda elde edilen kaplama malzemesi AISI 4140 yüzeyine kaplanmıştır. Kaplanmış parçalardan alınan numuneler mikroyapı analizine ve aşınma testine tabi tutulmuştur. Hazırlanan numunelerin mikroyapısı optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Yapıdaki fazların netleştirilmesi için X ışını Kırınım (XRD) Analizi uygulanmıştır. Bu incelemelerin sonucunda kaplamada Fe-Ni, Fe-Ni-B, Ni-B ve Fe-B fazlarının oluştuğu tespit edilmiştir. Bu fazların oluşumunun sistemdeki Bor oranına ve soğuma hızına bağlı olduğu tespit edilmiştir. Kaplanmış parçanın olası çalışma şartlarına benzer bir aşınma testi Ball-on-disk testi ile uygulanmış ve kaplamanın aşınma karakteristiği elde edilmiştir. Aşınma incelemesinde yüzeyde sürtünmeyi düşürücü etki yapan oksitlerin oluştuğu, Nikel alaşımlarının aşınma testinde karşı kütle olan WC bilyada aşınmaya sebep olup malzeme transfer olduğu gözlenmiştir. Deney sonuçlarının istatistiki incelemesi sonucunda kaplamaya katılan Bor Karbür oranı ile elde edilen sürtünme katsayısı arasında doğrusal bir ilişki olduğu tespit edilmiştir. Deneylerin ışığında Bor kaynağı olarak borlamada kullanılan Ekabor II'nin Bor Karbür kadar iyi bir Bor kaynağı olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmada geliştirilen kaplamanın özellikle yüksek sıcaklık ve korozif ortamlarda çeliklerin yüzey özelliklerini geliştirmek için uyugun bir yöntem olduğu anlaşılmıştır.

Özet (Çeviri)

Friction and wear are two phenomena seen in varying proportions in all moving parts. Various lubrication and surface modification methods are applied to reduce the effects of friction and wear. In this study, a nickel-based boron coating was developed using the Plasma Transfer Arc surface coating method. Nickel-based coatings are used in laser coating and PTA, but Nickel coatings are not used with just Boron. Ekabor II and pure B4C were used as boron source. Coating material obtained by mixing these two materials with Nickel at different ratios was applied on the AISI 4140 steel substrate. The samples from the coated pieces microstructure analysed and they were subjected to wear test. Microstructure of prepared samples was examined by optical microscope and scanning electron microscope. X-Ray Diffraction (XRD) Analysis was applied to clarify the phases in the building. As a result of these investigations, it was found that Fe-Ni, Fe-Ni-B, Ni-B and Fe-B phases were formed in the coating. It has been determined that the formation of these phases depends on the Boron ratio in the system and the rate of cooling. A wear test similar to the possible operating conditions of the coated part was carried out by Ball-on-disc test and the wear characteristic of the coating was obtained. When wear test results were inspected,it is observed that on the surface oxides that have friction reducing effect were formed and Nickel alloys formed in coating caused wear on WC ball and material transfer is observed. Examining thetest results by statistical methods , it was determined that there is a linear relationship between the coefficient of friction and the ratio of boron carbide addition in the coating. [[placeholder]]In the light of these experiments, it was determined that Ekabor II, that is used as boronizing agent, was as good boron source as Boron Carbide. It was found that the coating developed in this study is a suitable for surface modification of steels especially in high temperature and corrosive environments.

Benzer Tezler

  1. Nitrür esaslı seramik ince film kaplamaların deniz suyu ortamındaki tribokorozyon davranışlarının incelenmesi

    Investigation of tribocorrosion behaviour of nitride based ceramic thin film coatings in sea water

    SABRİ ALKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    DenizcilikBartın Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA SABRİ GÖK

  2. Yüksek entropili alcocrfeniti esaslı alaşımın pta yöntemi ile kaplanması ve özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of properties of alcocrfeniti based high entropy alloy coating deposited by pta method

    İREM ÜRGEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Metalurji MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKAN GAŞAN

  3. Tabakalı dairesel metal kompozit malzeme üretilmesi, yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi ve mekanik özelliklerinin araştırılması

    Production of layered circular metal composite material, improvement of its surface properties and investigation of its mechanical properties

    ABDULLAH GÖÇER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET BAKİ KARAMIŞ

  4. Surface modification of stellite hardfacings by post surface melting processes

    Stellite sert dolgu kaplamalar sonrası uygulanan yüzey ergitme prosesleri ile yüzey modifikasyonu

    ALI ABDUL MUNIM ALI ALHATTAB

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CEVAT FAHİR ARISOY

  5. Bilyalı dövme, plazma nitrürleme ve bilyalı dövme/plazma nitrürleme dubleks yüzey işlemi uygulanmış AISI 4140 çeliğinin manyetik alan altındaki tribolojik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of the tribological properties of shot peened, plasma nitrided and shot peening/plasma nitriding duplex surface treated AISI 4140 steel under magnetic field

    HALİL ÇELİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİM KOVACI