CeO2 katkılı kutu borlama işleminin AISI 316L paslanmaz çeliğin yapısal ve tribolojik özelliklerine etkisi
The effect of ceo₂-doped box boriding process on the structural and tribological CeO2 of AISI 316L stainless steel
- Tez No: 955722
- Danışmanlar: PROF. DR. İLHAN ÇELİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Samsun Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Güçlü metalik bağ yapısı sayesinde yüksek mekanik dayanım sergileyen AISI 316L paslanmaz çeliği, düşük sertliği ve yetersiz aşınma direnci nedeniyle sınırlı yüzey performansı göstermektedir. Ayrıca, ağır korozif ortamlara maruz kaldığında korozyon direncinde de belirgin azalma görülmektedir. Bu problemlerin giderilmesine yönelik yüzey modifikasyon yöntemleri arasında yer alan borlama işlemi, yüksek sıcaklıkta bor atomlarının malzeme yüzeyine difüzyonuyla gerçekleştirilmekte ve yüzeyin sertlik, aşınma ve korozyon direnci gibi özelliklerini önemli ölçüde iyileştirmektedir. Bu tez çalışmasında, havacılık, uzay, denizcilik, otomotiv ve biyomedikal gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılan AISI 316L alaşımı üzerine, ticari Ekabor 2 karışımı ile birlikte farklı oranlarda seryum oksit (CeO₂) içeren borlama karışımları kullanılarak kutu borlama işlemi uygulanmıştır. Deneyler 850°C, 900°C ve 950°C sıcaklıklarında ve 4 saat süreyle gerçekleştirilmiştir. Oluşan tabakaların faz yapısı ve morfolojisi sırasıyla XRD ve SEM analizleriyle incelenmiş; ayrıca işlem görmemiş ve işlem görmüş numunelere mikrosertlik ve aşınma testleri uygulanmıştır. XRD analizleri, %2 oranında CeO₂ ilavesinin Fe₂B fazı oluşumunu teşvik ettiğini ortaya koyarken, en yüksek aşınma direncinin 950°C'de borlanan %2 CeO₂ katkılı numunede elde edildiği belirlenmiştir. Bu numune, aşınma direncini işlemsiz numuneye kıyasla 32 kat, katkısız borür tabakasına kıyasla ise 3,4 kat artırmıştır. Buna karşın, %4 ve %6 CeO₂ katkıları, kaplama tabakasının bütünlüğünü bozarak tribolojik özellikleri olumsuz etkilemiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda borlama karışımına katılacak optimum nano CeO₂ oranı %2 olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
AISI 316L stainless steel, which exhibits high mechanical strength due to its strong metallic bonding structure, shows limited surface performance because of its low hardness and insufficient wear resistance. Moreover, exposure to severe corrosive environments significiantly reduces material's corrosion resistance. Among the surface modification methods, developed to carried out through the diffusion of boron atoms into the material surface at high temperatures and significiantly improves surface properties such as hardness, wear resistance, and corrosion resistance. In this thesis study, powder-pack boriding was applied to AISI 316L alloy, which is widely used in the aerospace, marine, automotive, and biomedical, using commercial Ekabor 2 mixtures and boriding mixtures containing different proportions of cerium oxide (CeO₂). The experiments were conducted at temperatures of 850°C, 900°C and 950°C for a duration of four hours. The phase structure and morphology of the generated layers were examined using XRD and SEM analyses, respectively; additionally, microhardness and wear tests were carried out on both untreated and treated samples. While XRD analyses revealed that the addition of 2% CeO₂ promoted the formation of the Fe₂B phase, the highest wear resistance was determined to be achieved in the 2% CeO₂-added sample boronized at 950°C. This sample increased wear resistnce by 32 times compared to the untreated sample and by 3,4 times compared to the boride layer without additives. In contrast, 4% and 6% CeO₂ additions impaired the integrity of the coating layer, adversely affecting. Based on the obtained results, the optimum amount of nano CeO₂ ratio to be added to the boriding mixture was determined as 2%.
Benzer Tezler
- CeO2 katkılı Ca3Co4O9 termoelektrik malzemelerde faz dengeleri
Phase equilibria for CeO2 doped Ca3Co4O9 thermoelectric materials
BEYZA BAKKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- Er2O3 ve CeO2 katkılı borosilikat camların üretilmesi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Er2O3 and CeO2 doped borosilicate glass production and investigation of mechanical properties
MEHMET ALBAŞKARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiHarran ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜLENT AKTAŞ
- Değişik metal oksit katkılı zirkonya seramiklerin sürtünme ve aşınma davranışlarının incelenmesi
Investigation of friction and wearing behaviors of different metal oxide additives of zirconia ceramics
RAHİME ŞERBETÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriHarran ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜLENT AKTAŞ
- Europium oksit ve seriyum dioksit katkılı bizmut oksit polimorflarının yapısal ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the structural and electrical properties of europium oxide and cerium dioxide doped bismuth oxide polymorphous
YASEMİN MERİÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiNiğde ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ARI
PROF. DR. REFİK KAYALI
- Seryum (CE) Katkılı Biyoseramik Kaplamalı Skaffold Yapıların Morfolojik, Yapısal, İn-Vitro Korozyon ve Biyoaktivite Özelliklerinin Araştırılması
Investigation of the morphological, structural, in vitro corrosion and bioactivity properties of cerium CE) incorporated bioceramic coated scaffold structures.
BERFİN TOSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiMunzur ÜniversitesiStratejik Hammaddeler ve İleri Teknoloji Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NAİM ASLAN