Borlanmış çift fazlı çeliklerin aşınma davranışının incelenmesi
Study of wear behaviour of boronized dual phease steels
Yazar: HAKAN ERYİĞİT
Danışman: YRD. DOÇ. SİNAN ULU
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Son yıllarda bilim adamları tarafından çeliklerin yüzey özelliklerini iyileştirme ve geliştirme adına çok sayıda çalışma gerçekleştirilmiştir. Bor elementinin çelik yüzeylerinin modifikasyonunda kullanılması, çeliklerin aşınma ve sürtünme özellikleri açısından olumlu sonuçlar sergileyen çalışmaları ortaya çıkarmıştır.Çift fazlı çelikler sünek ve küçük taneli ferrit matriste %10-30 arasında sert martenzit parçacıkları ile az miktarda kalıntı östenit ve beynit fazlarını içermektedir. Geleneksel karbonlu çeliklerin mikroyapıları genellikle plastik şekil vermeye elverişli değildir. Plastik şekil verilmek istendiğinde ise, mukavemetten taviz verilmesi söz konusudur. Çift fazlı çeliklerde ise plastiklik ve mukavemet özellikleri optimum seviyede tutulabilmekte ve bu özellikler uygulanan ısıl işlemlerle geniş aralıkta değiştirilebilmektedir.Tez çalışmasın da, çift fazlı çeliklerin yüzey özelliklerinin borlama teknolojisi ile geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu bağlamda çalışmada SAE 1010 çeliği kullanılarak hazırlanan küçük numuneler iki gruba ayrılmıştır. Birinci grup numuneler Fe-Fe3C faz diyagramının A1-A3 sıcaklık aralığında (715°C-720°C -725°C -730°C -740°C -750°C -760°C -770°C -780°C -790°C -800°C -810°C -820 °C) çift faz ısıl işlemine uğratılmıştır. İkinci gruptaki numuneler ise öncelikle borlayıcı bir ortamda östenit bölgesinde (915°C) 2 saat süreyle borlanmış ardından numuneler fırından çıkarılmadan Fe-Fe3C faz diyagramının A1-A3 sıcaklık aralığında (715°C-720°C -725°C -730°C -740°C -750°C -760°C -770°C -780°C -790°C -800°C -810°C -820 °C) çift faz ısıl işlemine uğratılmıştır. Isıl işlemlerin ardından metalografik olarak hazırlanan ve optik mikroskopta incelenen mikroyapılar üzerinde her sıcaklık için fazların hacim oranları hesaplanmıştır. Her iki grupta aynı martenzit hacim oranını sağlayan ısıl işlem parametreleri bu kez çekme ve aşınma testi numunelerine uygulanmıştır. Ardından parametrelerin çekme ve aşınma testleri gerçekleştirilmiştir.Sonuç olarak çalışmada ısıl işlemler sonucu mikroyapıda martenzit-ferrit fazları kontrol edilmiş bunun yanında yüzeyde ? 35µm bor tabaka kalınlığı elde edilirken mikroyapıda da çift faz yapısı (ferrit-martenzit) elde edilmiştir. Dolayısıyla tez çalışmasında işlemsiz, çift fazlı ve borlanmış çift fazlı çelikler olarak 3 farklı ürün elde edilmiştir. Aşınma testlerinde borlanmış çift fazlı çeliklerin aşınma yüzey özellikleri diğer gruplara göre daha iyi sonuçlar sergilemiştir.Anahtar Kelimeler: Çift faz, borlama, aşınma.

Abstract:
Recently, plenty of studies, with the target of the improvement and the amendment of surface features of the steels, have been executed by scientists. Usage of boron for the modification of the steel surfaces, have pointed out presenting beneficial results studies about the features of friction and wear of the steels.Dual phase steels include hard martensite particles and a little retained austenite and bainite phases between 10-30% in the ferrite matrix of ductile and microcrystalline. Microstructures of conventional carbon steels are not usually adequate for plastic strain, when it is applied, there is a possibility of compensation for strength; yet, the features of strength and plasticity could be kept at optimum standard and these features could be changed at wide range by practised temperingin dual phase steels.In this argument, the improvement of surface features of dual phase steels with boronizing technology had been targeted. And in this case, prepared by using SAE 1010 steels? small samples divided into two groups in that study.The first group samples were executed into the dual phase heating process in the phase diagram of FeFe3C between the temperature of(715-720-725-730-740-750-760-770-780-790-800-810-820 C).The samples of second group firstly were boronized in its austenitic face(915 C) within the boronized place for two hours and then before the samples were taken from oven,in the diagram of Fe-Fe3 of between A1-A3 temperature(715-720-725-730-740-750-760-770-780-790-800-810-820 C) were practised into the heating process of dual phase.After this process,on metallographicly prepared and examined in optical microscope,the microstructures for every temperature and the volume ratios of phases were calculated.The parameters of heating process ,that results in the same ratio of martensite volume in both groups for this time, were executed on the samples of test of shrinkage and wearing.Later on shrinkage and wearing tests of the samples have been done.As a result of the study, martensite and ferrite phase had been checked in the microstructure and, furthermore, when the thickness of boron coat (as 35?) was obtained, at the same time dual phase structure(ferrite-martensite) in the microlevel also was obtained after all that heating process. Thus, in this thesis study, three different products as with no treatment, dual phase and boronized dual phase steels was obtained. Within the wearing tests, wearing surface features of boronized dual phase steels exhibited much better results against other groups.Keywords: Dual phase, boron, wear