S355JR yapı çeliğine ark kaynak yöntemi ile uygulanan farklı kimyasal kompozisyonlardaki sert dolgu kaplamanın aşınma davranışına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of hardfacing coatings with various chemical compositions applied by arc welding on the wear behavior of S355JR structural steel
Yazar: UĞUR ÖZDEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TAYFUN FINDIK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Elektrik ark kaynağı = Electric arc welding ; Vickers sertliği = Vickers hardness ; Yüzey aşınması = Surface wear

Özet:
Bu çalışmada, farklı sert dolgu ve tampon tabakası (%18,5 Cr ve %9 Ni içeren) dolgu metallerinin yapısal çeliğin (S355JR) mikroyapısı ve aşınma özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Mikroyapılar ve aşınma özellikleri arasında bir bağlantı kurmak için elektrik ark kaynağı (SMAW) yöntemi kullanılarak biriktirilen demir-krom esaslı sert dolgu alaşımları incelenmiştir. Sert dolgu kaynak metallerinin mikroyapısını incelemek için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) analizleri kullanılmıştır. Doğrusal ileri geri hareket içeren test koşullarında Al2O3 aşındırıcı bilye kullanılarak sert dolgu yüzeyleri üzerinde aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel bulgular, sert dolgu kaynak metallerinin mikroyapısının ağırlıklı olarak martenzitik matris ve kompleks (M7C3) karbürlerden oluştuğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, dolgu malzemelerinin krom içeriğindeki artış, kaynak metali matrisi içindeki birincil karbürlerin hacimsel fraksiyonunda bir artışa yol açmıştır. Özellikle, tampon tabakasının varlığı, kaynak metalinin seyrelmesine yol açarak sertliklerinde ve aşınma oranlarında önemli bir azalmaya neden olmuştur. Farklı sert dolgu kimyasal kompozisyonları ile yapılan bu çalışmada Fe14-Fe14 numunesi, düşük sürtünme katsayısı ile, en uygun aşınma özelliklerini sergilemiştir

Abstract:
This study delves into the impact of different hardfacing filler materials, along with the buttering layer (comprising 18.5% Cr and 9% Ni), on the microstructure and wear characteristics of structural steel (S355JR). The iron-chromium-based hardfacing alloys deposited using shielded metal arc welding (SMAW) to establish a connection between microstructures and wear attributes were investigated. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) analyses were employed to examine the microstructure of hardfacing deposits. An abrasive wear test was conducted on these deposits using an Al2O3 ball in consistent test conditions involving linear reciprocating motion. Experimental findings revealed that the microstructure of hardfacing deposits predominantly consisted of a martensitic matrix and complex (M7C3) carbides. Furthermore, an increase in the chromium content of the filler materials led to an augmentation in the volume fraction of primary carbides within the hardfacing deposit matrix. Notably, the presence of the buttering layer gave rise to diluted hardfacing deposits, resulting in a significant reduction in their hardness and wear rate. Among the studied hardfacing deposits, Fe14-Fe14 exhibited the most favorable wear properties, characterized by a low coefficient of friction.