Lazer ile yüzey işleminin sfero dökme demirlerin aşınma davranışına etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of laser surface treatment on wear behavi̇or of ductile cast irons
Yazar: MUHAMMET EMİN TOPCU
Danışman: DOÇ. DR. YILMAZ KÜÇÜK
Bartın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Aşınma = Wear ; Dökme demir = Cast iron ; Sertlik ölçme = Hardness measurement ; Yüzey sertleştirme = Surface hardening

Özet:
Bu çalışmada, lazer yüzey işleminin (LST) ferritik GJS 400-18 ve perlitik GJS 700-2 sfero dökme demirlerin kuru kayma aşınma davranışı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, numune yüzeylerine iki farklı lazer gücü (1450 W ve 1600 W) ve iki farklı lazer tarama hızı (2 mm/s ve 4 mm/s) kullanılarak gerçekleştirilen LST işlemleri sonrasında oluşan mikro yapılar incelenmiş ve yüzey sertlik değerleri ölçülmüştür. Daha sonra, LST' nin sfero dökme demirlerin aşınma davranışı üzerindeki etkisini incelemek için iki farklı yük (5N, 10N) altında ve üç farklı kayma hızında (10 mm/s, 20 mm/s ve 30 mm/s) kuru kayma aşınma testleri yapılmıştır. Aşınma testleri sonrasında numunelerin aşınma davranışları COF grafikleri, hacim kaybı değerleri, spesifik aşınma oranları ve aşınma mekanizmaları açısından karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. 1600 W lazer gücü ve 2 mm/s lazer tarama hızı kullanılarak yapılan LST işlemlerinden sonra, GJS 400-18 ve GJS 700-2 numuneleri için ölçülen en yüksek sertlik değerlerinin sırasıyla, 924 HV0.2 (LST öncesi 216 HV0.2) ve 1054 HV0.2 (LST öncesi 244 HV0.2) olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak 431-LSTed ve 731-LSTed kodlu numuneler için hacim kaybı değerlerinin işlem görmemiş numunelere göre sırasıyla yaklaşık % 26.6 ve % 30.7 oranında azaltılabildiği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, the effect of laser surface treatment (LST) on the dry sliding wear behavior of the ferritic GJS 400-18 and the pearlitic GJS 700-2 ductile cast irons was investigated. Within the scope of the study, the microstructures of laser-treated zones were examined after the LST processes to the sample's surfaces using two different laser powers (1450 W and 1600 W) at two different laser scanning speeds (2 mm/s and 4 mm/s), and the surface hardness values were measured. Then, dry sliding wear tests were carried out under two different loads (5N, 10N) and at three different sliding speeds (10 mm/s, 20 mm/s, and 30 mm/s) to examine the effect of LST on the wear behavior of the test samples. After the wear tests, the wear behavior of the samples was evaluated comparatively in terms of COF graphs, volume loss values, specific wear rates, and wear mechanisms. After LST treatments using 1600 W laser power and 2 mm/s laser scanning speed, the highest hardness values measured for the GJS 400-18 and GJS 700-2 samples were determined to be 924 HV0.2 (216 HV0.2 before LST), and 1054 HV0.2 (244 HV0.2 before LST), respectively. As a result, it was determined that the volume loss values for the 431-LSTed and 731-LSTed coded samples could be reduced by approximately 26.6% and 30.7%, respectively, compared to the untreated samples.