Sıcak haddelenmiş ve soğuk çekilmiş SAE 8620 ve 16MnCr5 çeliklerinde tuz banyosunda erçekleştirilen sementasyon işleminin aşınma direncine etkisi
The effect of salt bath cementation on wear resistance of hot rolled and cold drawn SAE 8620 AND 16MnCr5 steels
Yazar: İLYAS YEGEN
Danışman: DOÇ. DR. METİN USTA
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Aşınma dayanımı = Wear resistance ; Sementasyon = Cementation

Özet:
Bu çalışmada, endüstride yaygın olarak kullanılan SAE 8620 ve 16MnCr5 sementasyon çeliklerinde tuz banyosunda gerçekleştirilen sementasyon işleminin aşınma direncine etkisi incelenmiştir. Deneylerde sıcak haddelenmiş numuneler ve soğuk çekilmiş numuneler kullanılmıştır. Sementasyon işlemleri NaCN tuz banyosunda 920 oC sıcaklıkta 1saat, 2 saat, 3 saat, 4 saat sürelerde gerçekleştirilmiştir. Numunelerin abrasif aşınma testi Tungsten Karbür ( WC ) bilye ile 1 saat sürede gerçekleştirilmiştir. X ışınları kırınımı analizi ile sementasyon sonrası numune yüzeylerinde martensit fazının oluştuğu tespit edildi. Farklı sürelerde gerçekleştirilen sementasyon işlemleri sonucu numunelerde farklı yüzey sertlikleri ve farklı etkili sementasyon derinlikleri elde edilmiştir. Sementasyon işlemleri sonrası sıcak haddelenmiş SAE 8620 numunelerde 697 HV ile 848 HV arası, soğuk çekilmiş SAE 8620 numunelerde 787 HV ile 833 HV arası değişen yüzey sertlikleri elde edilmiştir. Sıcak haddelenmiş 16MnCr5 numunelerde 639 HV ile 830 HV arası, soğuk çekilmiş 16MnCr5 numunelerde 800 HV ile 845 HV arasında değişen yüzey sertlikleri elde edilmiştir. Sementasyon süresi arttıkça etkili sementasyon derinliğinin arttığı görülmüştür. Sementasyon işlemleri sonrası etkili sementasyon derinliklerinin sıcak haddelenmiş SAE 8620 numunelerde 0,8 mm ile 1,6 mm arasında, soğuk çekilmiş SAE 8620 numunelerde 0,8 mm. ile 1,4 mm arasında, sıcak haddelenmiş 16MnCr5 numunelerde 0,9 mm. ile 1,3 mm. arasında, soğuk çekilmiş 16MnCr5 numunelerde 0,8 mm. ile 1,2 mm. arasında değiştiği tespit edilmiştir. Aşınma testleri sonucunda sementasyon işlemleri sonrası numunelerin aşınma dirençlerinin arttığı tespit edilmiştir. Numunelerin aşınma dirençlerinin yüzey sertliklerinden etkilendiği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, the effect of salt bath cementation on wear resistance of SAE 8620 and 16MnCr5 cementation steels, which are widely used in industry, was investigated. The experiments were carried out with hot rolled and cold rolled specimens. The cementation processes were carried out in NaCN salt bath at 920 oC temperature for 1 hour, 2, 3 and 4 hours. Abrasive wear tests of specimens were carried out with Wolfram Carbur (WC) ball for 1 hour. After cementation processes martensite phase was confirmed on specimens surfaces by x ray difraction analysis. After cementation processes carried out with different times, different surface hardness and effective cementation depth valuses were obtained. The surface hardness of hot rolled SAE 8620 specimens ranged from 697 HV to 848 HV, the surface hardness of cold drawn SAE 8620 specimens ranged from 787 HV to 833 HV. The surface hardness of hot rolled 16MnCr5 specimens ranged from 639 HV to 830 HV, the surface hardness of cold drawn 16MnCr5 specimens ranged from 800 HV to 845 HV. Experimental results showed that effective cemantation depth increased with increasing cementation time. Effective cemantation depth values ranged from 0,8 mm to 1,6 mm. for hot rolled SAE 8620 specimens, 0,8 mm to 1,4 mm for cold drawn SAE 8620 specimens. Effective cemantation depth values ranged from 0,9 mm. to 1,3 mm for hot rolled 16MnCr5 specimens, from 0,8 mm to 1,2 mm for cold drawn 16MnCr5 specimens. Wear tests showed that the wear resistance of specimens increased by the cementation processes. Experimental results showed that surface hardness of specimen affects the wear resistance of specimens.