Plazma nitrürlenmiş soğuk iş takım çeliklerinin sürtünme aşınma davranışları


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Ahmet Yılmaz

Danışman: HAKAN AYDIN

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.