Savunma sanayinde kullanılan aısı 420 paslanmaz çeliğin nitrürlenebilirliğinin artırılması
Increasing the nitridability of 420 type martensitic stainless steel alloy
Yazar: EMREHAN DURUKAN
Danışman: DOÇ. DR. AZİZ BARIŞ BAŞYİĞİT
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Martenzitik paslanmaz çelik alaşımları Fe-Cr-C sistemine dayanmaktadır. Bu alaşımlarda
havada soğutma, östenitten sert martenzit fazını elde etmek için yeterli olduğundan, bunlara
'havada sertleşebilen alaşımlar' adı da verilir. Sertleştirme ısıl işlemleri ile tam kesitte
mukavemetleri yaklaşık 950 MPa değerine kadar artırılabilmektedir. Bu alaşımların genel
korozyon direnci diğer paslanmaz çelik türleri kadar iyi olmasa da özellikle orta düzeyde
atmosferik korozyon dayanımı ve yüksek mukavemetin beraber arandığı ortamlarda tercih
edilirler. Diğer paslanmaz çelik alaşım türlerine göre daha düşük alaşım elementi içeriği daha
ekonomik olmalarını sağlamaktadır. Bu çalışmada yüzey sertleştirme için geleneksel tam
kesitte sertleştirme ısıl işlemleri yerine yüzey sertleştirme ısıl işlemi yapılmak suretiyle 420
martenzitik paslanmaz çelik çubuk seçilmiştir. Yuvarlak çubuklardan hazırlanan numunelere
gaz nitrürleme yüzey sertleştirme ısıl işlemi uygulanmıştır. Paslanmaz çeliklerin yüzeyinde
nitrürlenme performansını düşüren ve doğal olarak oluşan metal oksit tabakası bulunmaktadır.
Bu çalışmanın amacı; martenzitik paslanmaz çeliklerin nitrürlenebilirliğinin artırılmasıdır.
Karşılaştırma için; mikro yapısal incelemeler, mikro sertlik testleri ve nitrürleme derinliği
taramaları yapılmıştır. Bu çalışmada, 420 martenzitik paslanmaz çeliğin nitrürleme yüzey
işleminden önce uygulanan mekanik ve kimyasal ön işlemlerin nitrürleme verimliliğini artırdığı
gözlenmiştir.

Abstract:
Martensitic stainless steel alloy is based on Fe-Cr-C system. These alloys are termed as 'air
hardening' as cooling in air is just adequate for obtaining hard martensite phase from austenite.
Their full cross section strength can be increased approximately up to 950MPa by hardening
heat treatments. The corrosion beviour of martensitic stainless steels is not better than other
stainless alloys but they are especially preferred in ambient where moderate atmospheric
corrosion and high strength are both in concern. As compared to other types of stainless steels,
lower alloying element contents makes them cheaper. In this study 420 martensitic stainless
steel round bar is selected for surface hardening instead of conventional full cross sectional
hardening heat treatments. Gas nitration surface hardening heat treatment is applied on samples
prepared from round bars. There is naturally occurring metal oxide layer on the surface of
stainless steels, which reduces the nitriding performance. The difference of this work is
improving nitridability of martensitic stainless steels. Microstructural examinations, micro
hardness tests and case depth of nitriding investigations are made for comparison. In this study,
it was observed that mechanical and chemical pretreatments applied before the nitriding surface
treatment of 420 martensitic stainless steel increased the nitriding efficiency.