Plazma nitrürleme yönteminin AİSİ 8620 çeliğinin aşınma direncine etkisi
Effect of plasma nitriding process on wear resistance of AISI 8620 steel
Yazar: TAYFUN AYAZ
Danışman: PROF. DR. AHMET HASÇALIK
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
AISI 8620 sementasyon çelikleri pek çok makine elemanlarının imalatında kullanılmakta ve servis şartlarında sürtünme ve aşınma hasarlarına maruz kalmaktadır. Modern yüzey sertleştirme yöntemlerinden biri olan plazma nitrürleme yöntemi bu tip hasarların önlenmesinde veya en aza indirilmesinde önemli bir seçenek oluşturmaktadır.
Bu çalışmada, AISI 8620 çeliğinde plazma nitrürleme yönteminin uygulanabilirliği ve işlem şartlarına bağlı olarak, malzeme yüzeyinde meydana gelen mikro ve makro ölçekteki yapı ve tribolojik özellikler deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda ısıl işlem uygulanmamış ve su verilmiş sementasyon çeliklerine sabit gaz atmosferinde farklı sıcaklık ve işlem sürelerinde plazma nitrürleme işlemi uygulanmıştır. Deneylerin neticesinde numunelerin mikro yapıları SEM ve optik mikroskoplarda incelenmiş, X- ışınları analizi (XRD), mikrosertlik ve yüzey pürüzlülüğü ölçümleri yapılmıştır. Aşınma deneyleri ball on disk yöntemiyle yapılmış ve numunelerin sürtünme kuvveti, aşınma dirençleri tespit edilmiştir.
Tez çalışması altı bölüm halinde düzenlenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde konu hakkında bilgiler verilmiş, ikinci bölümünde literatür taramasından güncel örnekler verilmiştir. Üçüncü bölümünde plazma nitrürleme, triboloji, aşınma hasarları ve mekanizmaları konularıyla ilgili genel bilgiler verilmiştir. Dördüncü bölümde materyal ve metot başlığı altında bu araştırmanın yöntemiyle hazırlık evreleri anlatılmıştır. Beşinci bölümde deneyin neticeleri tartışılıp yorumlanmıştır. Altıncı bölümde genel sonuç ve öneriler verilmiştir.

Abstract:
AISI 8620 cementation steels are used in the manufacture of many machine elements and are subject to friction and wear damage under service conditions. Plasma nitriding method which is one of the modern surface hardening methods, is an important option in preventing or minimizing this type of damage. In this study, depending on the applicability of plasma nitriding method and the processing conditions in AISI 8620 steel, the micro and macro scale structure and tribological properties that occur on the material surface were experimentally investigated. In experimental studies, plasma nitriding treatment was applied to quenched cementation steels and without heat treatment steels at different temperatures and processing times in a constant gas atmosphere. At the end of the experiments, the microstructures of the samples were examined in SEM and optical microscopes, x-ray analysis (XRD), microhardness and surface roughness measurements were made. Wear tests were carried out with the ball-on-disk method and the friction force and wear resistance of the samples were determined.
The thesis is organized in six chapters. In the first chapter of this study, the ssubject was introduced. In the second chapter, the place in the literatüre of study was investigated and some novel studies were given concerning this subject. In the third chapter, the general information is given about plasma nitriding, tribology, wear failures and failure mechanisms. In the fourth chapter, the method of experimental study and the preparation phases to experiments were presented. In the fifth chapter, experimental results were given and discussed. In the sixth and final chapter, general results and recommendations were given