Nano bor tozu ile yüzeyi alaşımlandırılan östenitik paslanmaz çeliğin mekanik özellikler ve korozyon davranışının araştırılması
Investigation of mechanical properties and corrosion behavior of austenitic stainless steel the surface of which alloyed with nanoboron powder
Yazar: ALİ GÜNEN
Danışman: PROF. DR. NURİ ORHAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Gelişen teknoloji ile birlikte endüstride kullanılan malzemelerin günümüz ihtiyaçlarına cevap vermemesi ya da arzu edilen özellikleri karşılayamaması insanoğlunu yeni malzeme oluşumları konusunda araştırmaya sevk etmiştir. Bu çalışmada, endüstriyel uygulamalarda kullanılan paslanmaz çelikler içerisinde %70 ile en fazla kullanım oranına sahip olan AISI 304 östenitik paslanmaz çeliğin 10-50 nm boyutundaki Nanobor ve 1400 µm boyutundaki EKabor 3 tozları ile yüzeyi alaşımlandırılarak mikroyapı, mekanik özellikleri ve korozyon davranışları araştırılmıştır.Bu çalışma öncesi, yüzey sertleştirme alanında literatürde µm boyutuna sahip Ekabor tozları ile birçok çalışma yapılmış olmasına rağmen, nano boyutlu bor tozları ile yapılan herhangi bir çalışmaya rastlanamamıştır. Bu çalışma ile elde edilecek veriler önümüzdeki yıllarda nano boyutlu bor tozları ile yapılacak çalışmalara ışık tutacaktır.Bu çalışmada, AISI 304 östenitik paslanmaz çeliğin yüzeyine kutu borlama tekniği ile katı ortamda Nanobor ve EKabor 3 tozları kullanılarak farklı sıcaklık ve sürelerde yüzey alaşımlandırma işlemi uygulanmıştır. Yüzeyleri alaşımlandırılan numuneler, optik mikroskobu, SEM, X-ışını, mikrosertlik, çekme, eğme, aşınma ve korozyon testlerine tabi tutulmuştur. Böylece; Nanobor tozu ile borlanmış numuneler, hem EKabor 3 tozu kullanılarak borlanan numuneler ile hem de herhangi bir işleme tabi tutulmayan ticari AISI 304 östenitik paslanmaz çelik ile kıyaslanmıştır.Nanobor tozu ile yüzeyi alaşımlandırılan numunelerin aynı koşullarda Ekabor tozları ile borlanan numunelere göre yüzey sertlik değerlerinde 2 kat'a kadar daha fazla sertlik değerleri elde edilmiş, çekme, üç noktalı eğme dayanımları ve aşınma dayanımlarında da daha iyi sonuçlar alınmıştır.Anahtar Kelimeler: Nanobor, Ekabor, Mekanik özellikler, Aşınma, Korozyon

Abstract:
Investigation of Mechanical Properties and Corrosion Behavior of Austenitic Stainless Steel the Surface of Which Alloyed with Nanoboron powderThe materials, used in today?s developing technology, haven?t been met the requirements, so this situation has stimulated humankind to develop new material solutions. In this study has aimed to research the mechanic and corrosion specifications of AISI 304 austenitic stainless steel, the most used stainless steel with %70 usage in industrial applications, whose surface is alloyed with the powder of Nanoboron having 10-50 nm in size.There are so many research exists in literature about surface hardening with EKabor powder, however no research has been found for the powder, whose size is in nano dimensions. The data acquired in this study will enlighten the studies about Nanoboron powders in next coming years.In this research, AISI 304 austenitic stainless steel surface is alloyed with box boriding technic with Nanoboron and EKabor 3 powders with different temperatures and differents periods. The prototype whose surface are hardened have been tested for optic microscope, SEM, X-ray, microhardness, pulling, bending, wear and corrosion. Thus and so, prototype hardened with Nanoboron powder is compared to both prototype hardened with Ekaboron and original AISI 304 stainless steel.Consequently, the prototype alloyed with Nanoboron powder is two times more hard than the prototype alloyed with Ekabor powder and also it is determined that Nanoboron prototype is more durable in aspect of pulling, 3 points bending and wear.Keywords: Nanoboron, Ekabor, Mechanic Properties, Wear, Corrosion