AISI 4142 çeliğinin ısıl işlem ve ergitme yöntemleriyle yüzey modifikasyonu sonucu mekanik davranışlarının incelenmesi
The examination of mechanical properties of 4142 steel after surface modification by smelting arc welding (SMAW)
Yazar: ABDULAZİZ KOÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. TÜLAY YILDIZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
ÖZETYüksek Lisans TeziAISI 4142 ÇELİĞİNİN ISIL İŞLEM VE ERGİTME YÖNTEMLERİYLEYÜZEY MODİFİKASYONU SONUCU MEKANİK DAVRANIŞLARININİNCELENMESİAbdulaziz KOÇFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüMetalurji Eğitimi ABD2007, Sayfa : X+57Bu çalışmada, 4142 çeliğine elektrik ark kaynak yöntemiyle Citodur 600 elektrodukullanılarak silisyum karbür (SiC) tozu yüzey alaşımlama işlemi uygulanmıştır. Numunekalınlığı sabit tutulup toz farklı kalınlıklarda kullanılmış olup kaplama hızı, soğutma ortamı vekaplama akımı gibi işlem parametreleri değişken tutulup; bunların mikroyapısal değişmelere,mikrosertliğe ve abrasiv aşınma direncine karsı etkileri araştırılmıştır.Kaplamanın mikroyapısı, optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM),enerji dağılım tayfı (EDS) ve spektral analizler ile tespit edilmiştir. Modifiye tabakalarınınsertlikleri mikrosertlik ölçme cihazı ile abrasiv aşınma özellikleri ise pim-disk test yöntemi ilebelirlenmiştir. Aşınma testleri sonrası numunelerin kütle kayıpları tespit edilerek aşınmaoranları elde edilmiştir.Alt malzeme olarak 4142 çeliği kullanılmış olup, SiC tozu 0.5, 1 ve 1.5 gr ağırlığındakullanılmıştır. Bu miktarın değişiminin kaplamanın özelliklerine etkisi incelenmiştir. SiC yüzeymodifikasyonlu numunelerde, ötektik altı ve ötektik üstü mikroyapılar elde edilmiştir.Katılaşmanın hızlı olmasından dolayı dendritik yapı meydana gelmiştir.Bu yapıların oluşumukaplama hızı, enerji girdisi ve toz miktarına göre değişmektedir.Ölçülen sertlik değerleri 254-1366 HV'dir. Mikrosertlik ölçümlerinde ise; yüzeyden altmalzemeye doğru bir hat boyunca azalma olmuştur. Bu da kaplama hızı, soğuma ortamı vekatılaşma olayı ile meydana gelen faz dönüşümü ile açıklanabilir.Aşınma oranları, abrasiv aşınma deneyi sonucunca elde edilen kütle kayıpları ölçülerekelde edilmiştir. SiC ile yapılan yüzey alaşımlama işleminde en yüksek kütle kaybının, kaplamahızının yüksek, enerji girdisinin düşük ve toz ilavesinin az olduğu şartlarda olduğu tespitedilmiştir. Minimum kütle kaybı ise düşük kaplama hızı ve yüksek toz miktarında tespitedilmiştir.Anahtar kelimeler: Elektrik ark kaynak yöntemi, yüzey alaşımlama, Citodur 600, abrasivaşınma, silisyum karbür (SiC).

Abstract:
ABSTRACTMasters ThesisTHE EXAMINATION OF MECHANICAL PROPERTIES OF A HEAT TREATED4142 STEEL AFTER SURFACE MODIFICATİON BY SMELTİNG ARC WELDİNG(SMAW)Abdülaziz KOÇFirat UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Metallurgy Education 2007, Page: X+57In this study, on the surface of a 4142 steel a silicon carbid (SiC) powder layer wascoated with use of SMAW (SMAW= Smelting Arc Welding) method with using Citodur 600electrod. As first the specimen thickness was fixed and subsequently the different powderthickness were used. Besides, process parameters such as coating speed, cooling envoriment andwelding current were varied and the effect of these parameters on microstructural chancing,microhardness, macrohardness and abrasive wear resistance of modified materials wereinvestigated.The microstructure of the coating layer was characterized by optical microscope (OM),scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrometer (EDS) and spectralanalysis. While the hardness of the modified layer was measured by microhardness tester,abrasive wear properties were evaluated under pin-on-disc abrasive wear test conditions. Afterwear tests, wear rates were calculated via the mass losses of the specimens which weremeasured.While the 4142 steel was used as the substrate material, coating powder (SiC) wasalloyed at 0.5, 1 and 1.5 gr weight on to surface of these steel. Effect on the properties of thecoating materials amount of SiC was investigated experimentally. The hypoeutectic andhypereutectic microstructures were observed in coated specimens. Because of rapidsolidification, dendritic phases were formed. The forms of these phases were depended on thecoating speed, the energy input, coolling enviroment and the powder quantity.Coating surface hardnesses values measured between 254-1366 HV. As themicrohardness measurements, the hardness decreased along a line from coating toward tosubstrate material. This can be explained with phase transformations which the coating speed,the cooling enviroment and solidification conditions occured.Wear rates were calculated using mass losses obtained in the result of the abrasive weartest. In surface alloying process used SiC as coating powder, the maximum mass loss was foundby high coating speed, low energy input and low powder quantity conditions. The minimummass loss also was found by low coating speed, and high powder quantity conditions.Keywords: Arc welding, surface alloying, Citodur 600, abrasive wear, silicon carbid (SiC)