Borlanmış AISI M2 çeliğinin metalografik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the metalographical properties of the boronized AISI M2 steel
Yazar: MEHMET ALİ YAĞCI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. OSMAN NURİ ÇELİK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
AISI M2 çeliği sanayide oldukça geniş bir alanda kullanılan takım çeliği grubundandır. Bu çalışmada, AISI M2 (DIN 1.3343) çeliğine katı ortamda borlama yöntemi uygulanarak, işlem parametrelerinin yüzey özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Borlanan numuneler; mikroyapı incelemeleri, mikrosertlik ve tabaka kalınlığı ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Borlama deneyleri 900, 1000 ve 1100 ºC ile 2, 4, 6 ve 8 saatlik sürelerde, EKabor®-2 tozu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Borür tabakası fazları (FeB ve Fe2B) ve geçiş bölgesinin varlığı, mikroyapı incelemeleriyle tespit edilmiştir. Yapılan sertlik ölçümleri sonucu 1000ºC'de 6 saat borlanan numunede yüzeyden 10 µm mesafede 1895 HV ile en yüksek değeri elde edilmiştir. Ayrıca 1100ºC'de 6 ve 8 saatlik sürelerdeki numunelerde FeB fazının aşırı kırılgan yapısı sebebiyle önemli derecede düşük sertlik değerleri ölçülmüştür. Borlanmış numunelerin sertliği yüzeyden içeriye doğru ilerledikçe azalmaktadır. Borlama sıcaklığına ve süresine bağlı olarak, borür tabakasının kalınlığı ise ortalama 14 µm ile 126 µm arasında değişmektedir. Sürenin uzaması ve sıcaklığın artması, borür tabakasının büyümesi ile sonuçlanmaktadır.Genel olarak bakıldığında, çalışmanın sonunda AISI M2 çeliğinin yüzey özelliklerinin borlama ısıl işlemiyle iyileştiği söylenebilir. Buna karşın, borür tabakasındaki çatlaklar ve porozite ile FeB fazının aşırı kırılgan yapısı sebebiyle, yüksek sıcaklık ve uzun süreli borlama işlemlerinden kaçınılmalıdır.Anahtar Kelimeler : Borlama, yüzey sertleştirme, tabaka kalınlığı, AISI M2

Abstract:
AISI M2 steel belongs to the tool steel group, which is widely used in industry. In this study, the effect of treatment parameters on surface characteristics has been discussed, in the solid boriding method to AISI M2 (DIN 1.3343). The samples borided were characterized with microstructure analyses, microhardness and measurement of layer thickness. Boronizing tests were handled at 900, 1000 and 1100 ?C for 2, 4, 6 and 8 hours using EKabor®-2 powder. Phases of boride layers (FeB and Fe?B) and the existence of transition zone were detected with microstructure analyses. As a result of hardness measurements, for the sample borided for 6 hours at 1000?C, at the distance of 10 ?m from the surface the highest value of 1895 HV was determined. Furthermore, for the samples borided for 6 and 8 hours at 1100?C, significantly low values of hardness were measured due to excessive fragile structure of FeB phase. Hardness of borided samples reduces from the surface to the inside. Depending on the boronizing temperature and time, thickness of boride layer ranges from 14 ?m to 126 ?m. Extension of time and increase of temperature result in expansion of boride layer.Generally speaking, depending on our study it might be concluded that the surface characteristics of AISI M2 steel improve with heat treatment. On the other hand, owing to cracks and porosities on the boride layer and excessive fragile structure of FeB, high temperature and long time boronizing should be avoided.Key words : Boronizing, surface hardening, layer thickness, AISI M2