Aısı 4140 çeliğinin sürtünme davranışına indüksiyonla sertleştirme işleminin etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of induction surface hardening process on the wear behavior of aisi 4140 steel letters
- Tez No: 963007
- Danışmanlar: PROF. DR. MELİK ÇETİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
Bu çalışmada, üç farklı frekansta (25kHz, 50kHz ve 75kHz) indüksiyonla serleştirilmiş düşük alaşımlı AISI 4140 çeliğinin sürtünme davranışı oda sıcaklığında kuru ve bor yağlı kayma şartlarında değerlendirilmiştir. Deneyler oda sıcaklığında ileri-geri aşınma cihazında 10N, 20N, ve 40N yük altında, 0,1 m/s kayma hızında, toplamda 400 m kayma mesafesinde gerçekleştirilmiştir (her 200 m'de bir ağırlık kaybı ölçülmüştür), 20x20x10 mm boyutunda hazırlanan numuneler üzerinde batıcı uç malzemesi olarak 6mm çapında AISI 52100 çelik bilye kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sertleştirilmiş yüzeyletin karakterizasyonu optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM), XRD-Işını ve mikrosertlik ölçülerek incelenmiştir. Ayrıca %3,5 NaCl+%3,5 H2SO4 çözeltisi içerisinde 25kHz, 50kHz ve 75kHz frekansta indüksiyonla sertleştrilmiş ve işlemsiz numunelerin elektrokimyasal olarak açık devre potansiyeli (Ocp) ve Tafel ekstrapolasyon metotlarıyla korozyon testlerine tabi tutularak gerçekleştirilmiştir. Numunelerin aşınma yüzeylerinin morfolojisi SEM (Scanning Elektron Microscopy) belirlenmiştir. Uygulanan frekansa bağlı olarak artan sertlikle numunelerde aşınma kayıpları azalış göstermiştir. Elde edilen verilere göre sabit yükte ve benzer frekans şartlarında kuru ortamda aşındırılan numuneler, bor yağında aşındırılan numunelere göre aşınma kayıplarında azalış görülmüştür. En fazla ağırlık kayıpları ise kuru ve yağlı her iki kayma şartlarında yüzey sertleştirme yapılmamış numunelerde gözlemlenmiş. Kuru kayma şartlarında abrasiv aşınma ve oksitlenme etkin olurken, bor yağlı şartlarda delaminasyon mekanizması etkindir. Uygulanan frekansa göre düşük ve yüksek yüzey sertliğine sahip numuneler daha agrasif bir şekilde korozyona uğramıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the friction behavior of low-alloy AISI 4140 steel induction-hardened at three different frequencies (25 kHz, 50 kHz, and 75 kHz) was evaluated under dry and boron oil-lubricated sliding conditions at room temperature. The experiments were conducted using a reciprocating wear tester at room temperature under normal loads of 10 N, 20 N, and 40 N, with a constant sliding speed of 0.1 m/s and a total sliding distance of 400 m (weight loss was measured at every 200 m). The tests were performed on specimens prepared in dimensions of 20×20×10 mm using a 6 mm diameter AISI 52100 steel ball as the counter material. The characterization of the hardened surfaces was carried out using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and microhardness measurements. Additionally, corrosion behavior of the induction-hardened samples at 25 kHz, 50 kHz, and 75 kHz, along with untreated specimens, was evaluated in a 3.5% NaCl + 3.5% H₂SO₄ solution using open circuit potential (Ocp) and Tafel extrapolation methods. The wear surface morphologies of the specimens were analyzed by SEM. Results indicated that with increasing frequency, surface hardness increased and consequentl wear losses decreased. Under constant load and comparable frequency conditions, specimens tested under dry sliding conditions exhibited higher wear losses than those tested in boron oil-lubricated environments. The highest weight losses were observed in non-hardened samples under both dry and lubricated sliding conditions. Abrasive wear and oxidation were dominant under dry sliding, while delamination was the prevailing mechanism in boron oil-lubricated conditions. Furthermore, specimens with both low and high surface hardness exhibited more aggressive corrosion behavior depending on the applied induction frequency.
Benzer Tezler
- 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
2019
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİM KOVACI
- Sert krom kaplanmış AISI 4140 çeliğinin yorulma davranışı ve nitrürlemenin etkisi
Fating behaviour of hard chrome plated AISI 4140 steel and effect of nitriding
BARIŞ GÖLGELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KENAN GENEL
- AISI 4140 çeliğinin soğutma ve yağlama ortamlarında tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of tribological properties of AISI 4140 steel in cooling and lubrication environments
ERDEM ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ERDİ KORKMAZ
- Tuz banyosunda nitrürlemenin AISI 4140 çeliği üzerindeki aşınmaya etkisi
Effect of salt bath nitriniding to wear on AISI 4140 steel
ŞERAFETTİN EKİNCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AHMET AKDEMİR
- Metalik malzemelerin sürtünme ve aşınma özelliklerinin makine öğrenmesi yöntemleri ile tahmin edilmesi
Prediction of friction and wear properties of metallic materials by machine learning methods
ŞENAY ER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİM KOVACI