AISI 304 L paslanmaz çeliğinin gliserin ve ethanolamin çözeltileri içerisinde elektrolitik plazma yöntemiyle yüzeyinin sertleştirilmesi
Surface hardening of AISI 304 L stainless steel in the glycerine and ethanolamine solutions via electrolytic plasma method
Yazar: KENAN TANKAL
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 ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Yüzey kaplama = Surface coating ; Yüzey modifikasyonu = Surface modification ; Yüzey sertleştirme = Surface hardening

Özet:
Bu çalısmada, AISI 304 L ostenitik paslanmaz çeliğin ethanolamin ve gliseriniçeren sulu çözeltiler içerisinde, elektrolitik plazma ile yüzey karbürizasyonuincelendi. Yüzey karbürizasyonu, ağırlıkça %10 ve %20 ethanolamin ve de %20 ve%40 gliserin içeren sulu çözeltiler içerisinde ( %10 NH4Cl, %50 - 80 H2O )gerçeklestirildi. Kaplama islemleri 5,10 ve 30dk. sürelerde 685oC - 825 oCsıcaklıkları arasında gerçeklestirildi. AISI 304 L paslanmaz çelik yüzeyindekikarbonca zengin sert tabakanın olusumu x-ısınları kırınım analizi ile ispatlandı.Metalografik çalısmalar altlık malzeme yüzeyinde pürüzlü ve yoğun bir tabaka açığaçıkardı. Deneysel sonuçlar karbürleme süresi ve sıcaklığı arttıkça olusan tabakakalınlığının 2,08 ?m ile 46,58 ?m arasında değistiğini gösterdi. Karbürlenmisnumunelerin yüzeyden itibaren mesafeye bağlı sertlikleri, kaplama tabakasındanaltlık malzemeye doğru inildikçe azalmaktadır. Gliserin çözeltilerinde kaplanannumunelerin sertlik değerleri 538 HV ile 935 HV, ethanolamin çözeltilerindekaplanan numunelerin sertlik değerleri 300 HV ile 840 HV arasında değismekteyken,kaplanmamıs malzemenin sertliği 270HV'dir. Kaplama tabakası üzerinde olusanbaskın fazların demir karbür ( Fe7C3), kromit (Fe+2Cr2O4 ) ve ostenit ( YMK ) fazlarıkarısımı olduğu x-ısınları kırınım analizi ile belirlendi. Asınma testi neticesinde,elektrolitik plazma karbürleme isleminden sonra AISI 304 paslanmaz çeliğininasınma direncinin arttığı, sürtünme katsayısının azaldığı görülmüstür. Kaplamaislemi sonrası numunelerin yüzey pürüzlülük değerleri artmıstır. Kaplanannumuneler arasında korozyon direnci en yüksek olan numuneler %10 ethanolaminçözeltisiyle elde edilmistir.

Abstract:
In this study, surface carburizing of AISI 304 L austenitic stainless steel wasinvestigated in aqueous solutions including glycerine and ethanolamine. Surfacecarburizing was carried out in different aqueous solutions including 10% and 20%ethanolamine and also 20% and 40% glycerine. Coating process was carried out forthe durations of 5,10 and 30 minutes and also at the temperatures between 685oC ?825oC. The formation of hard carbon-rich layer on the surface of AISI 304 Lstainless steel was confirmed by XRD analysis. Metallographic studies revealed arough and dense layer on the surface of the substrate. Experimental results showedthat the thickness of the layer increases from 2,08 ?m up to 46,58 ?m with theincreasing process time and temperature. The hardness of the carburized samplesdecreased with the distance from the surface to the interior of the test material. Thehardness value of the carburized samples coated in glycerine solutions ranged from538 HV to 935 HV and in ethanolamine solutions ranged from 300HV to 840 HVwhile the untreated sample?s hardness value was about 270HV. The dominant phasesformed in the coating layer were found as a mixture of iron carbide ( Fe7C3),chromite (Fe+2Cr2O4 ) and austenite ( FCC ) iron confirmed by XRD. The wear testsshowed that the wear resistance of the electrolytic plasma carburized samples wasmuch more resistive and had lower friction coefficient than the untreated one. Theroughness values of the carburized samples? surfaces increased after carburizingprocess. The samples coated in %10 ethanolamine solutions had the most resistivevalues against the corrosive medium among all the carburized samples in differentsolutions.