Plazma nitrürlenmiş soğuk iş takım çeliklerinin sürtünme aşınma davranışları
Friction-wear characteristics of plasma nitrided cold work tool steels
- Tez No: 605117
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 36
Özet
Bu tez çalışmasında endüstride sıkça kullanılan D2, D6, Calmax, Hws Rovalma ve Vanadis4 gibi soğuk iş takım çeliklerinin plazma nitrürleme işleme öncesi ve sonrası sürtünme-aşınma davranışları incelenmiştir. Çalışma kapsamında çeliklere vakum fırınında ısıl işlem, yüzey taşlama ve plazma nitrürleme (%75 N2 + %25 H2 ortamında, 450 °C ve 2 mbar basınçta 12 saat süre ile) uygulanmış ve akabinde yüzey pürüzlülük ölçümü, kesit mikroyapısı, mikro sertlik ve sürtünme katsayısı değerleri elde edilmiştir. Numunelerin sürtünme aşınma karakteristikleri kuru sürtünme ortamında ball on-disc testiyle elde edilmiştir. Plazma nitrürlemenin numunelerin yüzey pürüzlülüğünü artırdığı belirlenmiştir. Ancak bu etkinin nitrürlenmemiş numunenin yüzey pürüzlülüğünün artması ile azaldığı görülmüştür. X-Işını Difraksiyonu (XRD) testi sonucunda numunelerin yüzeyinde Fe4N (γ'), Fe3N (ε) and CrN gibi nitrür fazları olduğu tespit edilmiştir. D2 ve D6 çeliklerinde plazma nitrürleme sonrası yüksek yüzey sertliği elde edilmiştir. Ball-on disc aşınma düzeneğinde kayda değer bir kütle kaybı elde edilmemiş ve Hws Rovalma- Vanadis4 çeliklerinde pin-on disc düzeneğinde çalışılmıştır. Ball-on disc düzeneğinde aşınmış bölgeler Taramalı Elektron Mikroskobunda (SEM) incelenmiştir. Plazma nitrürleme aşınma dayanımını artırarak sürtünme katsayısını düşürmüştür. Plazma nitrürlenmiş D2 çeliği en yüksek aşınma dayanımına sahipken, Calmax çeliği en düşük aşınma dayanımına sahiptir. Ancak plazma nitrürlenmiş Calmax çeliği diğerlerine göre daha düşük sürtünme katsayısına sahiptir. Genel olarak gevrek tabaka/faz kırılmaları sürtünme katsayısını belirlemiştir. Pin-on disc düzeneğinde anlamlı sonuçlar elde edilmiştir. Pin-on disc test sonuçlarına göre Vanadis4 çeliği aşınma dayanımı Hws Rovalma çeliğine göre yüksek çıkmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, different types of cold work tool steels (D2, D6, Calmax, Hws Rovalma and Vanadis4 tool steels) were used. These cold work tool steels were heat treated in vacuum hardening, grinded and plasma nitrided in 75% N2 + 25% H2 atmosphere at 450 °C for 12 h at a pressure of 2 mbar. Characterization of all plasma nitrided samples has been carried out by means of surface roughness measurement, cross-sectional microstructure, microhardness and friction coefficient. Wear and friction characteristics of the samples have been investigated using a ball-on-disc friction and wear tester with a WC-Co ball as the counterface under dry sliding conditions. Plasma nitriding increased the surface roughness of the samples. However, this effect decreased with increasing the surface roughness of the base metal. Fe4N (γ'), Fe3N (ε) and CrN phases were generally obtained on the surfaces of the samples via X-Ray Diffraction (XRD) method. Higher surface hardness was obtained in the plasma nitrided D2 and D6 steels. No significant mass loss was observed in the ball on-disc tribosystem and pin-on disc tests were conducted for Hws Rovalma and Vanadis4. The wear of the ball-on disc samples was characterized with the worn surfaces using a scanning electron microscope (SEM). Plasma nitriding improved the wear resistance and decreased the friction coefficient of the tool steels. Plasma nitrided D2 steel showed the highest wear resistance, whereas plasma nitrided Calmax steel exhibited the lowest wear resistance. However, plasma nitrided Calmax tool steel had relatively lower friction coefficient than the other plasma nitrided tool steels. In general, brittle nitride layer fractures have determined the friction coefficient. Pin-on disc tribosystem gave meaningful results which give possibility to evaluate wear resistance. According to pin-on disc test results, wear resistance of Vanadis4 is higher than Hws Rovalma.
Benzer Tezler
- İyon nitrürlenmiş D3 (1.2080) soğuk iş takım çeliğinin nitrürleme sonrası mekanik ve mikroyapısal özelliklerinin belirlenmesi
Determined of mechanical and microstructural properties after nitriding of D3 (1.2080) cold working tool steel that ion nitrided
ONUR DURUKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VURAL CEYHUN
- Plazma nitrürleme işleminin düşük alaşımlı AISI 4140 çeliğinin yapı ve mekanik özelliklerine etkisi
Effect of plasma nitriding process on the microstructure and mechanical properties of AISI 4140 low alloy steel
MUHAMMET ANIL KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT AYDIN
- Plazma nitrürlenmiş ve beyaz tabakası kaldırılmış AISI H13 ve 722M24 çeliklerinin farklı aşınma özelliklerinin incelenmesi
The Investigation of wear behaviour of plasma nitrided and removed white layer of AISI H13 and 722M24 steels at the different
EYYÜP GERÇEKCİOĞLU
Doktora
Türkçe
1998
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. BAKİ KARAMIŞ
- Plazma nitrürlenmiş Ti-6Al-4V alaşımının adhezif aşınma özelliklerinin incelenmesi
The investigation of adhesive wear behaviour on plasma nitrided Ti-6Al-4V alloy
OKAN GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEJAT YILDIRIM SARI
- Plazma nitrürlenmiş, PVD kaplanmış ve çift yüzey işlemi uygulanmış sıcak iş takım çeliklerinin aşınma davranışlarının araştırılması
Investigation of wear behavior of plasma nitrided, PVD coated and duplex treated hot work tool steels
MÜMİN TUTAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ BAYRAM