Fe-Cr-M-(C, B) esaslı sert kaplamaların çelik yüzeyinde TIG kaynak yöntemi ile oluşturulması ve özelliklerinin incelenmesi
Formation of Fe-Cr-M- (C, B) based hard coatings on the steel surface by TIG welding method and investigation of the properties
- Tez No: 816857
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT KILINÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Yapılan bu çalışmada, Fe-Cr-M-(B,C) esaslı sert yüzey alaşım elementlerinin St37 çelik malzeme altlık malzeme yüzeyinde, tungsten inert gaz (TIG) kaynak tekniği kullanılarak oluşturulması sonucunda, kaplama tabakaları elde edilmiş ve bu tabakalardaki mikroyapı ve mekanik özellikler ile ulaşılan veriler çeşitli yöntemlerle incelenmiştir. Çalışmada sert yüzey alaşımlama için ferro-bor, ferro-krom, ferromolibden, ferro-tungsten ve ASC100.29 kodlu saf demir tozundan oluşan ferro alaşım özelliklerine sahip hammaddeler tercih edilmiştir. Kayaç halindeki ferro alaşımlar kırma işlemine tabi tutulduktan sonra 2 saat süreyle 200 dev/dk hız tercih edilerek 75 μm boyutuna kadar elek altı seviyesinde öğütülmüştür. Bu işlemin ardından alaşımlar karıştırılmış ve belirli atomik oranlarda bileşim oluşturulmuştur.Çelik altlık için St37 malzemeden 30x100x10 mm boyutlarında malzemeler kesilmiş ve bu altlıklara, freze tezgâhında genişlik 10 mm, derinlik 2 mm olacak şekilde kanal açılarak kaplamaya uygun hale getirilmiştir.Açılan bu kanallara belirli oranlarda hazırlanan toz karışımları, potasyum silikat (K2O3Si) ile karıştırılmış ve doldurulmuştur. Toz karışımı fırında sıcaklık ve süre parametreleri ayarlanarak katılaştırılmıştır.Kaynağa hazır hale getirilen sert kaplama tozlarının ergitme işlemi TIG kaynak tekniği ile gerçekleştirilmiştir.Mikroyapı incelemeleri için deney numuneleri kaplama yüzeyi doğrultusuna dik konumda olacak şekilde kesilmiş ve bakalit reçine içerisine daldırılmıştır. Sırasıyla 600'lük, 800'lük, 1000'lik ve 1200'lük zımparalar ile zımparalanmış numuneler, 1 μm'lik Al2O3 pasta ile parlatma yapılarak, %3 nital çözelti ile dağlanmıştır. Yapılan bu uygulamaların ardından numunelerin yüzeylerinde elde edilen Fe-Cr-M-(B,C) içerikli sert kaplama yapılmış tabakaların SEM-EDS incelemeleri gerçekleştirilmiştir. İnceleme ile kaplama tabakası, matris ve arayüzeyden oluşan bölgelerin analizi yapılmıştır. Yüzeyleri kaplanmış numunelerin kaplama tabakalarının sertlik ölçümleri için dış yüzeylerden makro sertlikler, iç yüzeylerden mikro sertlikler için ölçümler yapılmıştır. Yapılan mikroyapı incelemeleri neticesinde, elde edilen kaplama tabakasının kalınlığının 2-3 mm civarında olduğu belirlenmiştir. Elde edilen veriler doğrultusunda altlık ile sert kaplama tabakasının iyi düzeyde bağlanma oluşturduğu görülmüştür. Oluşturulan sert kaplama tabakasının yüzey topoğrafyasının pürüzsüz ve porozitesiz olduğu görülmüştür. Mikroyapılar incelendiğinde elde edilen yapının, ötektik matris içerisinde yayılmış halde bulunan sert yüzey, ara yüzey ve altlık gibi 3 farklı katmanın elde edildiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, as a result of the formation of Fe-Cr-M-(B,C) based hard surface alloying elements on the St37 steel material substrate surface by using tungsten inert gas (TIG) welding technique, coating layers were obtained and the microstructure and mechanical properties of these layers were obtained. The obtained data were analyzed by various methods.In the study, ferro-boron, ferro-chromium, ferro-molybdenum, ferro-tungsten and ASC100.29 coded pure iron powder with ferro alloy properties were preferred for hard surface alloying. For the steel substrate, 30x100x10 mm materials were cut from St37 material and made suitable for coating by opening a 10 mm wide and 2 mm deep channel on these substrates on the milling machine. Powder mixtures prepared in certain proportions were mixed with potassium silicate (K2O3Si) and filled in these channels. The powder mixture was solidified by applying the heating process in the oven at a certain time and temperature.The melting process of hard coating powders prepared for welding was carried out with TIG welding method. For microstructural studies, test samples were cut perpendicular to the direction of the coating surface and immersed in bakelite resin. The samples, which were sanded with 600, 800, 1000 and 1200 abrasives, respectively, were polished with 1 μm Al2O3 paste and etched with 3% nital solution. After these applications, SEM-EDS and optical microscope examinations of the hard coated layers containing Fe-Cr-M-(B,C) obtained on the surfaces of the samples were carried out. With the examination, the analysis of the regions consisting of the coating layer, matrix and interface was made. For the hardness measurements of the coating layers of the coated samples, measurements were made for the macro hardnesses from the outer surfaces and the microhardnesses from the inner surfaces. As a result of the microstructure investigations, it was determined that the thickness of the obtained coating layer was around 2-3 mm. According to the data obtained, it was observed that the substrate and the hard coating layer formed a good level of bonding. It was observed that the surface topography of the formed hard pavement layer was smooth and without porosity. When the microstructures were examined, it was seen that the obtained structure consisted of 3 different layers such as hard surface, interface and substrate spread in the eutectic matrix.
Benzer Tezler
- Fe-Cr-W-B-C esaslı sert dolgu örtülü elektrot üretimi ve karakterizasyonu
Characterisation and production of Fe-Cr-W-B-C based hardface stick electrode
YEKTA YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR ŞEN
- Kaynak edilebilen kobalt ve demir esaslı alaşımların yüksek sıcaklıkdaki aşınma davranışları
High temperature wear behaviour of weldable cobalt and iron based alloys
HALİS ÇELİK
- Bazı kobalt esaslı alaşımlarda mikroyapı ve faz analizi
Microstructure and phase analysis in some cobalt-base alloys
ALEV OSMA
- Elektrik ark kaynağı ve toz püskürtme yöntemleri ile zırhlanan parçaların abrezif aşınma davranışlarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
İZZET ALKIN
- AlFe2B2 MAB fazında krom (Cr) ve vanadyum (V) ikamelerinin malzeme özellikleri üzerindeki etkileri: Deneysel destekli modelleme çalışması
The effects of chromium (Cr) and vanadium (V) substitutions on the material properties of AlFe2B2 MAB phase: An experimentally supported modelling study
AHMET SEFA ATALAY
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVAT BORA DERİN