Borlama ile yüzeyi sertleştirilmiş aısı 420 martenzitik paslanmaz çeliğin erozif aşınma davranışının incelenmesi
Investigation of the erosive wear behavior of aisi 420 martensitic stainless-steel surface hardened by boronizing
Yazar: OĞUZHAN ÇAKIR
Danışman: DOÇ. DR. RECEP DEMİRSÖZ
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüz şartlarında teknolojinin oldukça hızlı ilerlediğine ve ihtiyaçlarımız doğrultusunda geliştiğine şahit olmaktayız. Bu teknolojik gelişmeleri düşünüğümüzde malzeme konusunun ve bilhassa çelik türevi malzemelerin öneminin oldukça fazla olduğu söylenebilir. Yine günlük hayatımızın vazgeçilmezlerinden olan çelik hemen hemen her sektörde oldukça fazla miktarda kullanılmaktadır. Bunlarım başında ise inşaat, kontrüksiyon ve imalat, sağlık, gıda, enerji sektörleri gelmektedir. Kullanılacak her çeliğin seçim kriteri olarak başta mekanik özellikleri büyük önem taşımaktadır. Ülkemizde ve dünyada oldukça yaygın olarak kullanılan bir çelik türü olan paslanmaz çeliklerin endüstride kullanım alanı oldukça geniştir. Korozyona dayanım, yüksek ve düşük sıcaklıklarda çalışabilme, imal edilebilirlik, yüksek mekanik dayanım, yüzey görünümü ve kalitesi, hijyenik ve uzun ömürlü olması gibi üstün özelliklerinden dolayı paslanmaz çelikler daha çok tercih edilmektedir. Bu malzemeler kullanılarak üretilmiş  
ekipmanların veya muhtelif parçaların aşınmaya maruz kalmaları sonucu ömürleri doğrudan ve olumsuz olarak etkilemektedir. Özellikle aşınmaya maruz kalan yüzeylerin sertlik değerleri ne kadar yüksek olursa aşınmaya karşı dirençleri de o derecede fazla olmaktadır.

Bu çalışmada, paslanmaz çeliklerin çeşitlerinden, borlama yönteminden, borlanmış AISI 420 martenzitik paslanmaz çeliğinden bahsedilip, herhangi bir ısıl işlem görmemiş AISI 420 martenzitik paslanmaz çeliği ile borlama işlemi sonucunda yüzey sertleştirme işlemi gerçekleştirilen AISI 420 martenzitik paslanmaz çeliğinin erozif aşınma ortamında karşılaştırmalı olarak deneysel çalışmaları yapılmıştır. Sonuç olarak aşınma sonucunda meydana gelen kütle kaybı, yüzey pürüzlülüğü ve hazne sıcaklık değişimi miktarının çarpma hızı ve aşındırıcı kum konsantrasyonu ile doğru, çarpma açısı ile ters orantılı olduğu tespit edilmiştir. Yapılan deneyler TAGUCHI L9 yöntemi ile tasarlanmış olup verilerin analizi RSM (Response Surface Method), ANOVA, SEM ve EDX ile analiz edilmiştir.

Bu çalışmanın amacı; AISI 420 martenzitik paslanmaz çeliğinin yüzeyinin borlama yöntemi ile kaplanıp çok daha iyi yüzey sertlik değerlerine ulaştırılarak aşınma direncinin artırılması konusunun detaylı olarak incelenmesidir.

Abstract:
In today's conditions, we are witnessing that technology is advancing very quickly and developing in line with our needs. Considering these technological developments, it can be said that the subject of materials and especially steel materials are very important. Steel, which is one of the indispensable parts of our daily life, is used in large quantities in almost every sector. At the beginning of these sectors are construction, construction and manufacturing, health, food and energy sectors. As the selection criteria of each steel to be used, its mechanical properties are of great importance. Stainless steel, which is a type of steel that is widely used in our country and in the world, is widely used in the industry. Stainless steels are preferred more because of their superior properties such as corrosion resistance, ability to work at high  
and low temperatures, manufacturability, high mechanical strength, surface appearance and quality, hygienic and long life. As a result of the wear of the equipment or various parts manufactured using these materials, their lifespan is directly and negatively affected. The higher the hardness values of the surfaces exposed to abrasion, the higher their resistance to abrasion.
In this study, the types of stainless steels, boronizing method, boronized AISI 420 martensitic stainless steel are mentioned, and the experimental studies of AISI 420 martensitic stainless steel, which has not undergone any heat treatment, and of AISI 420 martensitic stainless steel, which has been surface hardened as a result of boriding, in the erosive wear environment have been made comparatively. As a result, it has been determined that the amount of mass loss, surface roughness and chamber temperature change as a result of wear are directly proportional to the impact rate and abrasive sand concentration, and inversely proportional to the impact angle. The experiments were designed with the TAGUCHI L9 method and the analysis of the data was analyzed with RSM (Response Surface Method), ANOVA, SEM and EDX.

The aim of this study; It is a detailed examination of the subject of increasing wear resistance by coating the surface of AISI 420 martensitic stainless steel with boronizing method and achieving much better surface hardness values.