Toz metalurjisi ile üretilen demir esaslı malzemelerde borlamanın mekanik özelliklere etkisi
The effect of boronizing on mechanical properties of ferrous materials produced by powder metallurgy
Yazar: DEMET ÖZAYDIN
Danışman: PROF. DR. HAKAN ÇETİNEL
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Toz metalurjisi (T/M) yöntemiyle üretilmiş demir esaslı malzemeler, üretim sonunda hiçbir talaşlı işlem gerektirmeden son ürünün şeklini almasından dolayı endüstride ve maliyet tasarrufu sağlayarak eşsiz özellikler kazandırması nedeniyle otomotiv sektöründe yaygın kullanım alanına sahiptir. Birçok yapısal parçanın ekonomik ömrü aşınma tarafından sınırlandırılmıştır. Düşük karbonlu çeliklerden oluşan genel parçalarda, iç kısımlarında daha yüksek tokluk ve yüzeylerde aşınma direncine sahip olma talepleri artmaktadır. Borlanmış çelikler yüksek sertliklerinden dolayı abrasif aşınmaya karşı çok iyi direnç gösterirler. Bu nitrürlenen ya da karbürlenen çeliklerle kıyaslandığında mükemmel derecede fazladır. Genel olarak demir esaslı ürünlerde borlanmış tabakaların sertliği nitrür tabakalarına kıyasla yüksek sıcaklıklarda da korunabilmekte ve borlama ile teflona yakın bir sürtünme katsayı elde edilebilmektedir. 
Bu çalışmada farklı yoğunlukta üretilen Fe–4Ni–1.5Cu–0.5Mo kimyasal kompozisyonuna sahip toz metal parçaların borlanması sırasında borlama süresinin ve yüzey pürüzlülüğünün mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda iki farklı yoğunluğa sahip olacak şekilde soğuk presleme ile hazırlanan ürün gruplarında sinterleme işleminden sonra 2 farklı yüzey pürüzlülükleri oluşturulmuştur. Farklı yüzey pürüzlülüğüne sahip numune grupları 950°C'de 2, 4 ve 6 saat süreyle borlama işlemine tabi tutulmuştur. Hazırlanan numunelerde borlama süresinin, yüzey pürüzlülüğünün ve yoğunluğun aşınma dayanımına, kırılma tokluğuna ve sertliğe etkisi belirlenmiştir. Numune kesitleri optik mikroskop ile incelenip oluşan borür tabakaları ve kalınlıkları ölçülmüştür.

Abstract:
Ferrous materials produced by powder metallurgy (PM) is used widespread in automotive industry, because they have net shape without machining and extend cost saving. Economic life of many structural parts is limited by wear. The demands have increased hardness and wear resistance on the surface and higher toughness in the core than those of common parts made of low carbon steel. Boronized steels have great abrasive wear resistances, since they have high hardness. Their hardness are higher than nitriding and carburetion steels. Usually boronized coating hardness on yields, made of ferrous, guard at high temperature comparate of nitriding coating and with boronizing coefficient of friction is around Teflon. 
In this study, the effect of boronizing duration and surface roughness on mechanical properties of the coatings for different P/M products with Fe–4Ni–1.5Cu–0.5Mo chemical compositions was investigated. In this purpose, 2 groups of P/M products with different density and surface roughness were produced by cold pressing and sintering. All of the specimens were subjected to boronizing process at 950°C for 2, 4 and 6 hours. Cross-sections of the boronized specimens were observed by optical microscopy in order to determine thickness of the FeB layers. The effect of boronizing duration, surface roughness and density on surface hardness, on wear resistance and on fracture toughness  was determined.