Atım plazma yöntemi ile yüksek karbonlu çeliklerin yüzey özelliklerinin geliştirilmesi
Enhancement of high-carbon steel surface properties through Atim plasma technique
Yazar: TUĞÇE GÖKKAYA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. YILDIZ YARALI ÖZBEK
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Atım plazma teknolojisi ve ekipmanları parçaların yüzey modifikasyonu için geliştirilmiştir. Esas olarak yoğun enerjili atım kullanımı malzemenin işlem yüzeyinde morfolojinin değişimine yol açarak modifikasyona sebep olmaktadır. DIN 1.2210 çeliğinin yüzey özellikleri atım plazma sistemi ile geliştirilerek daha pahalı ve zor bulunan çelik gruplarının yerine kullanılabilirliği araştırılmıştır.
Atım plazma yöntemiyle DIN 1.2210 çeliklerinin yüzeyleri modifiye edilmiştir. Çalışma yüzeyleri atım plazma teknolojisi ile C3H8, basınçlı hava ve O2 gazları kullanılarak modifiye edilmiştir. Modifiye edilen numunelerin optik fotoğrafları çekilmiş, modifikasyon tabaka kalınlıkları ölçülmüştür. Atım plazma işleminin uygulandığı parametrelerin modifikasyon tabaka kalınlığını ve yapısını etkilediği belirlenmiştir. Ayrıca modifiye edilen yüzeylerin SEM ve EDS analizleri de yapılmıştır.
Modifikasyon tabakasından alınan x-ışını analizlerinde FeN, Fe2N, W3O, α-Fe, γ-Fe piklerine rastlanmıştır. Mikrosertlik ölçümlerinde mesafeye ve atım plazma parametrelerine göre değişen sertlik değerleri elde edilmiştir. Modifikasyon işlemi uygulanmadan 170-180 HV olan çeliğin sertlik değeri 1776 HV'ye kadar çıkarılmıştır.
200 m için 5 N yük altında 0.05 m/sn, 0.10 m/sn ve 0.15 m/sn hızlarda CSM aşınma cihazı ile çizgisel (lineer) aşınma deneyleri yapılmıştır. Numunelere uygulanan çizgisel aşınma deneyleri sonrası hız değişimiyle sürtünme katsayısının ve aşınma miktarlarının değiştiği gözlemlenmiştir. Aşınma sonrası, modifikasyon yüzeylerinden SEM görüntüleri alınmış ve EDS analizleri yapılmıştır.

Abstract:
The atım plasma technology which is a new process of surface modification have been developed for the production of materials, tools and machine parts with required surface properties, such as wear and corrosion resistance. Atımd plasma system with improved surface properties of DIN 1.2210 steel is more expensive and hard to find the availability of steel rather than groups studied.
The surface of DIN 1.2210 steel were modified by a newly developed plasma atım technique. The surfaces of the samples were modified by a mixture of air, C3H8 and oxygen gases by using plasma atım technique. The samples were investigated in optical microscope and modified coating layer thicknesses were measured. It was determined that atım plasma process parameters affect the thickness of modification layer and its microstructure. SEM and EDS analysis is also made of modified surfaces.
FeN, Fe2N, W3O, α-Fe, γ-Fe phases were detected in modification layer taken from x-ray analysis. Microstructural hardness measurements were taken from surface to core and different values were measured depending on various parameters. The hardness of steel sample was measured as 170-180 HV before atım plasma treatment. Its value was increased to 1776 HV after treatment.
Wear test was done in CSM-linear wear test machine with 0.05 m/s, 0.10 /s and 0.15 m/s sliding speeds under 5 N constant load for 200 m. It was observed that friction coefficient and wear value were changed in accordance with speed. Worn surfaces of specimens were studied by SEM and EDS analyses techiques.