Borlamanın çeliklerde eroziv aşınma davranışına olan etkilerinin deneysel olarak incelenmesi
An Experimental study on the effects of boriding on the erosive wear behaviour in the steels
Yazar: KEMAL YILDIZLI
Danışman: Y.DOÇ.DR. DURMUŞ ODABAŞ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2002
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Aşınma davranışı = Wear behavior ; Borlama = Boriding ; Eroziv aşınma = Erosive wear ; Çelik-metal = Steel-metal

Özet:
I II ÖZET Bu çalışmada, horlanmamış ve sıvı ortamda farklı sıcaklık (950, 1000 ve 1100 °C) ve sürelerde (1, 3, 5, 7 ve 9 Saat) horlanmış AISI 1020, 3315 ve 1390 çeliklerinin eroziv aşınma davranışları araştırılmıştır. Borür tabakalarının mikroyapıları, mikrosertlik değerleri, kalınlık ve morfolojik yapıları, metalografık teknikler ve taramalı elektron mikroskobu yardımı ile incelenmiştir. Eroziv aşındırma testleri için yeni bir eroziv aşındırma deney seti tasarlanarak imal edilmiştir. Farklı sıcaklık ve sürelerde borlanan ve horlanmayan çelik numunelerin aşındırma testleri 30 m/s püskürtme hızı ve 90° çarpma açısında nominal 420 um boyutlu grit partikül püskürtülerek gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmanın amaçlarından biri de çeliklerin eroziv aşınma oranlarını, horlama süresi ve sıcaklığının bir fonksiyonu olarak araştırmaktır. Çeliklerdeki eroziv aşınma olayları hususunda, sıvı horlama tekniğine özgü optimum horlama süresi ve sıcaklık değerleri belirlenmiştir. Eroziv aşınma oranı, borlama sıcaklığının artışı ile artarken, aşındırma süresinin ve ortalama bor tabakası sertlik değerinin artışı ile azalmıştır. Bunun yanısıra, borlama süresinin artışına bağlı olarak dalgalı bir değişim göstermiştir. Aşınma oranının minimum olduğu borlama süresi ve sıcaklığı 950 °C'de 7 saat olarak belirlenmiştir. Borlanmış çelikler horlanmamış olanlara göre; AISI 1020 çeliğinde 9; AISI 3315 çeliğinde 5 ve AISI 1390 çeliğinde 3 kat daha yüksek eroziv aşınma direnci göstermiştir. Sonuç olarak, horlanmış çeliklerin eroziv aşınma davranışlarının, oluşan borür tabakasının sertliği, kalınlığı, morfolojik yapısı ve borlanan malzeme ile ilişkili olduğu belirlenmiştir. Borlanmış AISI 3315 çeliğinin eroziv aşınma davranışının, horlanmış AISI 1020 ve 1390 çeliklerinin aşınma davranışlarından daha kötü olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
IV ABSTRACT In this study, the erosive wear behaviour of the unbonded and borided AISI 1020, 3315 and 1390 Steel at different temperatures (950, 1000 and 1100 °C) and durations ( 1, 3, 5, 7 and 9 hours) was investigated. The microstructures, microhardness, thickness and morphological structures of the borided layers for samples were studied by means of metallographic techniques and scanning electron microscope. A new erosive wear test rig for wear tests was designed and manufactured. The erosion tests of the unborided samples and the samples borided by liquid bonding at different temperatures and durations were conducted with grit powder, 420 urn in nominal particle size, at an impact velocity of 30 m/s and an impact angle of 90°. Furthermore, The one of the purposes of this work was to investigate the erosive wear rates for the borided steels as a function of bonding temperature and duration. Optimum bonding temperatures and durations peculiar to liquid bonding techniques regarding erosive wear on the steels were found. Although the erosive wear rate increased with increasing the bonding temperature, it decreased with increasing the test duration and the average hardness values of the boride layers. In addition, it fluctuated with increasing the bonding durations. The samples of borided steels at a temperature of 950° in 7 hours exhibited the lowest erosive wear. Furthermore, It was found that the erosive wear resistances of borided AISI 1020, 3315 and 1390 steel are higher 9 times; 5 times and 3 times than those of the unborided steels, respectively. Consequently, It was found that the erosive wear behaviour of the borided steels related with hardness, thickness, morphological structure of the formated boride layer and borided materials. The erosive wear behaviour of the borided AISI 3315 Steel was worse than those of the borided AISI 1020 and AISI 1390 steel.