Hvof termal sprey kaplama yöntemi ile yeni nesil dökme demirlerin (SSF) aşınma ve korozyon direncinin geliştirilmesi
Improving the wear and corrosion resistance of new generation cast i̇rons (SSFF) wi̇th hvof thermal spray coati̇ng method
- Tez No: 960139
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Küresel grafitli dökme demirler, Metal döküm, Nodular graphite cast irons, Metal casting
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında katı çözelti ile güçlendirilmiş yeni nesil ferritik sünek dökme demirlerde (SSF) geleneksel kaplama yöntemlerine kıyasla daha kaliteli yüzey özellikleri sunan HVOF (Yüksek Hızda Oksi Yakıt Püskürtme, High Velocity Oygen Fuel) termal sprey kaplama yöntemi kullanılarak aşınmaya ve korozyona karşı dirençli, yüksek sertliğe sahip yüzey geliştirilmesi amaçlanmıştır. SSF (Solid solution strengthened ferritic ductile cast iron) olarak adlandırılan katı çözelti ile güçlendirilmiş ferritik sünek dökme demirler yeni (ikinci) nesil dökme demirler olup dövme ve döküm çeliklere alternatif olarak düşünülmektedir. Nispeten düşük maliyet, düşük erime noktası, hafiflik, akışkanlık, dökülebilirlik, işlenebilirlik ve parça boyunca homojen mekanik özellikler gibi üstünlüklere sahip olmalarına rağmen zorlayıcı koşullarda aşınma, korozyon ve yorulma direnci nispeten zayıftır. Bu noktada yüksek yüzey kalitesine sahip parçaların geliştirilmesi gerekmektedir. Bu kapsamda yüksek kaliteli yüzey özellikleri sunan HVOF termal sprey kaplama yöntemi kullanılarak aşınmaya ve korozyona karşı dirençli, yüksek sertliğe sahip yüzeyler geliştirilmektedir. Önerilen çalışmada EN-GJS-600-10 standardına sahip yeni nesil dökme demirlere HVOF yöntemi ile WC-Co ve WC-Co(Cr) kaplama yapılarak yüksek yüzey sertliğine, yüksek aşınma ve korozyon direncine sahip parçaların geliştirilmesi amaçlanmıştır. HVOF termal sprey kaplama yöntemiyle SSF dökme demirlere uygulanan WC-Co ve WC-Co(Cr) kaplamalar, altlık malzemeye kıyasla önemli performans iyileştirmeleri sağlamıştır. Sertlikte belirgin bir artış gözlemlenmiştir; WC-Co kaplaması 1176 HV, WC-Co(Cr) kaplaması ise 1248 HV sertlik değerine ulaşarak, altlık malzemenin (~199 HV) yaklaşık 6 katı sertlik sağlamıştır. Aşınma direnci açısından, kaplamasız numunede 200 μm derinliğinde aşınma izi oluşurken, kaplamalı numunelerde yalnızca yüzeysel çizikler tespit edilmiş ve SEM-EDS analizleri aşınma bölgelerinde altlık malzemeye (Fe) ulaşılmadığını doğrulamıştır. Korozyon direncinde özellikle WC-Co kaplama öne çıkmıştır. -0,230 V açık devre potansiyeli (OCP) ile altlığa (-0,481 V) kıyasla daha asil davranış sergilemiş, PDP ve EIS analizleri de düşük korozyon akım yoğunluğu ve yüksek yük transfer direnci göstererek üstün koruma sağladığını kanıtlamıştır. Yapışma dayanımı çizik testlerinde net olarak görülmüştür; WC-Co(Cr) kaplama 30,1 N kritik yük değerine ulaşarak kırılma direncinde Cr katkısının olumlu etkisini ortaya koymuştur. Sonuç olarak, her iki HVOF kaplaması da SSF dökme demirin yüzey performansını sertlik, aşınma ve korozyon direnci açısından bütüncül bir şekilde geliştirmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, it is aimed to develop a wear and corrosion resistant, high hardness surface on solid solution strengthened ferritic ductile cast iron (SSF) by using HVOF (High Velocity Oxy Fuel Spraying) thermal spray coating method which offers better surface properties compared to conventional coating methods. Solid solution strengthened ferritic ductile cast iron (SSF) is a new (second) generation of cast iron and is considered as an alternative to forged and cast steels. Although they have advantages such as relatively low cost, low melting point, light weight, fluidity, castability, machinability and homogeneous mechanical properties throughout the part, they have relatively poor wear, corrosion and fatigue resistance under harsh conditions. At this point, it is necessary to develop parts with high surface quality. In this context, wear and corrosion resistant, high hardness surfaces are developed by using HVOF thermal spray coating method which offers high quality surface properties. In the proposed study, it is aimed to develop parts with high surface hardness, high wear and corrosion resistance by coating WC-Co and WC-Co(Cr) with HVOF method on new generation cast irons with EN-GJS-600-10 standard. WC-Co and WC-Co(Cr) coatings applied to SSF cast irons using the HVOF thermal spray coating method have provided significant performance improvements compared to the base material. A noticeable increase in hardness has been observed; the WC-Co coating achieved a hardness value of 1176 HV, while the WC-Co(Cr) coating reached 1248 HV, providing approximately six times the hardness of the base material (~199 HV). In terms of wear resistance, while a wear mark 200 μm deep formed on the uncoated sample, only superficial scratches were detected on the coated samples, and SEM-EDS analyses confirmed that the substrate material (Fe) was not reached in the wear areas. The WC-Co coating stood out particularly in terms of corrosion resistance. With an open-circuit potential (OCP) of -0,230 V, it exhibited more noble behavior compared to the substrate (-0,481 V), and PDP and EIS analyses also demonstrated superior protection by showing low corrosion current density and high charge transfer resistance. Adhesion strength was clearly evident in scratch tests; the WC-Co(Cr) coating reached a critical load value of 30,1 N, demonstrating the positive effect of Cr addition on fracture resistance. In conclusion, both HVOF coatings comprehensively improved the surface performance of SSF cast iron in terms of hardness, wear resistance, and corrosion resistance.
Benzer Tezler
- Termal sprey kaplama yöntemleriyle paslanmaz çelik malzemelerin dökme demir fren disklerinde uygulanabilirliği ve aşınma - fren performanslarının karşılaştırmalı incelenmesi
Applicability of stainless steel coating materials on the cast iron brake discs by thermal spray coating methods and comparative investigation of wear - brake performances
ÇİĞDEM DİNDAR
Doktora
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN AYDIN
PROF. DR. EKREM ALTUNCU
- Metalik kaplama tozlarıyla kaplanan otomobil fren diskinin tribolojik özelliklerinin araştırılması
Investigation of tribological properties of automobile brake disc coated with metallic coating powders
HALİL KILIÇ
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiTrakya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CENK MISIRLI
- HI, HII, 17 Mn 4 ve 19 Mn 5 kazan çeliklerinin kaynağında ITAB'nin tokluğuna ısı girdisinin ve gerilme giderme tavlamasının etkileri
The Effects of heat input and stress-relief tempering on the toughness of the HAZ in the welding of type HI, HII, 17 Mn 4 and 19 Mn 5
ADNAN DİKİCİOĞLU