Demir dışı esaslı sert dolgularla kaplanmış 1.2714 takım çeliğinin mikroyapı ve aşınma karakterizasyonu
Microstructure and wear characterization of 1.2714 tool steel coated with non-ferrous hard fillers
Yazar: SARPER DOĞAN
Danışman: PROF. DR. NURŞEN SAKLAKOĞLU
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu tez çalışmasında, sanayide kullanılan sıcak dövme kalıbının, sert dolgu kaynağı yöntemi kullanılarak performansında ve ömründe iyileştirme yapılması hedeflenmiştir. Kalıpta sıcak dövme işlemi sırasında oluşan hasarlar incelenmiş ve iyileştirme için bir plan oluşturulmuştur. Sıcak dövme kalıbının malzemesi, 1.2714 sıcak iş takım çeliğidir. İyileştirme yapmak için ikisi nikel bazlı, biri kobalt bazlı olmak üzere üç farklı sert dolgu kaynağı elektrotu kullanılmıştır. Nikel bazlı olarak, Anti Crack 7015 ve Thermo Weld elektrotları, kobalt bazlı olarak ise Cobalt 1 isimli elektrot kullanılmıştır. Kaynak yöntemi olarak gazaltı ark kaynağı yöntemi seçilmiştir ve kaynak işlemi Ar-CO2-O2 gaz karışımı ile oluşturulan koruyucu atmosferde sabit akış hızında gerçekleştirilmiştir. Kaynak işlemi sonrası yapılacak testler ve analizler için 4 adet numune hazırlanmıştır. Bu numunelerin biri kaynaksız ana malzeme, diğerleri ise kaynaklanmış numunelerdir. Numune özelliklerini karşılaştırma yöntemi olarak; sertlik ölçümü, mikroyapı incelemesi ve aşınma işlemi uygulanmıştır. Sertlik ölçümü için Vickers yöntemi kullanılmış, bir numuneden birden fazla ölçüm alınarak ortalama sertlik değerleri hesaplanmıştır. Mikroyapı incelemesi iki adımda gerçekleştirilmiştir. İncelemeden önce numunelere uygun dağlayıcılar hazırlanıp dağlama işlemi yapılmıştır. İlk adımda, optik mikroskopta nispeten küçük büyütmelerde içyapılar incelenmiştir. Bu incelemelerde porozite varlığı tespit edilmiştir. Sonrasında daha ayrıntılı bilgi edinebilmek için SEM incelemeleri yapılmıştır. Ek olarak içyapıda ki karbürleri ve fazları belirleyebilmek için XRD analizleri yapılmıştır. Aşınma testi metodu olarak "ball on disc" kullanılmıştır. Numuneler 500 m boyunca, 10 N yük altında aşındırılmıştır. Aşındırıcı bilya olarak 6 mm çapında Al2O3 kullanılmıştır. Numunelerde genel olarak abraziv aşınma görülmüştür, bunun yanı sıra, bazı aşınma bölgelerinde adhezyon tespit edilmiştir. Uygulanan karşılaştırma yöntemleri sonrasında elde edilen sertlik değerleri, mikroyapı özellikleri ve aşınma değerleri baz alınarak yorumlamalar yapılmıştır. İyileştirme için en uygun sert dolgu kaynağı elektrodunun hangisi olduğu tespit edilmeye çalışılmıştır.

Abstract:
In this thesis study, it is aimed to improve the performance and life time of the hot forging die used in the industry by using hard filler welding method. Damage to the die during hot forging was investigated and a plan was drawn up for improvement. The material of the hot forging die is 1.2714 hot work tool steel. Three different hard filler electrodes, nickel based and cobalt based, were used for improvement. Nickel based, Anti Crack 7015 and Thermo Weld electrodes are used, and Cobalt 1 based electrode is used as cobalt base. Gas metal arc welding method was selected as the welding method and the welding process was carried out at a constant flow rate in the protective atmosphere formed by the Ar-CO2-O2 gas mixture. Four samples were prepared for the tests and analyzes to be made after welding. One of these samples is the base material, and the others are welded samples. As a method of comparing sample properties; Hardness measurement, microstructure examination and abrasion were used. For the hardness measurement, the Vickers method was used. Average hardness values were calculated by taking multiple measurements from one sample. Microstructure examination was carried out in two steps. Prior to examining, the appropriate solutions were prepared and the etching process was carried out. In the first step, internal structures were investigated in relatively small magnifications in an optical microscope. Porosity was detected in these examinations. SEM studies were then carried out to obtain further information. In addition, XRD analyzes were performed to determine the carbides and phases in the interior. "Ball on disc" was used as the wear test method. The samples were worn for 500 m under 10 N load. Al2O3 with a diameter of 6 mm was used as abrasive balls. In general, abrasive wear was observed in the samples, as well as adhesion in some wear zones. Interpretations were made based on the hardness values, microstructure properties and wear values obtained after the comparison methods applied. It has been tried to determine which electrode is the most suitable hard filler electrode for improvement.