Saf demirin gliserin çözeltisi içerisinde elektrolitik plazma yöntemiyle yüzey sertleştirilmesi
Surface hardening of pure iron in a solution containing glycerin by electrolytic plasma method
Yazar: FATİH ÇAVUŞLU
Danışman: DOÇ. DR. METİN USTA
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalısmada, saf demirin su, gliserin ve NH4Cl içeren sulu çözelti içindeelektrolitik plazma yöntemi ile yüzey karbürizasyonu incelendi. Yüzeykarbürizasyonu, agırlıkça %20'lik gliserin çözeltisinde 750 ºC, 800 ºC, 900 ºC ve950 ºC sıcaklıklarda ve agırlıkça %40'lık gliserin çözeltisinde 660 ºC, 695 ºC, 725ºC, 760 ºC ve 800 ºC sıcaklıklarda 5, 10 ve 30 dakika sürelerde gerçeklestirildi. Safdemir yüzeyi üzerindeki karbonca zengin sert tabakanın olusumu x-ısınları kırınımanalizi ile ispatlandı. Metalografik çalısmalar saf demir yüzeyinde pürüzlü ve yogunbir tabaka açıga çıkardı. Deneysel sonuçlar karbürleme süresi ve sıcaklıgı arttıkçaolusan tabaka kalınlıgının da arttıgını gösterdi. Agırlıkça %20'lik gliserinçözeltisinde plazma karbürlenen numuneler yüzeyinde olusan ortalama tabakakalınlıgının 20.12 ile 160 ?m aralıgında degistigi, agırlıkça %40'lık gliserinçözeltisinde ise 7.54 ile 61 ?m aralıgında degistigi gözükmektedir. Karbürlenmisnumunelerin yüzeyden itibaren mesafeye baglı olarak sertlikleri mesafeyle beraberdüsmektedir. Altlık malzeme saf demirin yüzeyinde olusan tabakanın ortalamasertligi agırlıkça %20'lik gliserin çözeltisi için 852 Hv ve agırlıkça %40'lık gliserinçözeltisi için 1065 Hv olarak ölçülürken altlık malzeme olarak kullanılan saf demirinsertligi 120 ile 190 aralıgında degismektedir. Saf demir üzerinde olusan baskınfazların martenzit (Fe+C), sementit (Fe3C) ve ostenit (YMK) fazları karısımı oldugux- ısınları kırınımı analizi ile dogrulanmıstır. Asınma testi sonucunda plazmaelektrolitik karbürleme isleminden sonra saf demir yüzeyinin asınma direncininarttıgı görüldü. Karbürleme isleminden sonra saf demir yüzeyinin pürüzlülügüartmıstır. Yüzey pürüzlülügü sürtünme katsayısının saf demirden yüksek çıkmasınaneden olmustur.

Abstract:
In this study, surface carburizing of pure iron was investigated in aqueoussolution that consists of water, glycerin and NH4Cl. Surface carburizing was carriedout in 20% glycerin solution at 750 ºC, 800 ºC, 900 ºC and 950 ºC temperatures and40% glycerin solution at 660 ºC, 695 ºC, 725 ºC, 760 ºC and 800 ºC temperatures for5, 10 and 30 minutes. The formation of hard carbon-rich layer on the surface of pureiron was confirmed by XRD analysis. Metallographic studies revealed a rough anddense carburized layer on the surface of the pure iron. Experimental results showedthat the thickness of the carburized layers changes with the time and temperature.The average thickness of the carburized layer ranged from 20.12 to 160 ?m for 20%glycerin solution and from 7.54 to 61 ?m for 40% glycerin solution with somescatters. The hardness of the carburized samples decreased with the distance fromthe surface to the interior of the test material. The average hardness of the carburizedlayer on the substrate was about 852 Hv for 20% glycerin solution and 1065 Hv for40% glycerin solution while the hardness of the substrate ranged from 120 to 190Hv. The dominant phases formed on the pure iron were found to be a mixture ofcementite (Fe3C), martensite (Fe+C) and FCC iron confirmed by XRD. Wearresistance in all plasma electrolytic carburized samples is considerably improved inrelation to the untreated specimen. After carburizing, surface roughness of thesamples increased. Friction coefficient increased compared to the sample because ofsurface roughness.