Gaz tungsten ark kaynak yöntemiyle üretilen Fe esaslı kaplama tabakalarının aşınma ve mikroyapı karakteristiklerinin araştırılması
Investigation into microstructural and wear characteristics of Fe-based coating layers produced with gas tungsten arc method
Yazar: AYHAN ORHAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SONER BUYTOZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Aşınma = Wear ; Bor karbür = Boron carbide ; Kaplama = Coating ; Paslanmaz çelik = Stainless steel

Özet:
Bu çalışmada, AISI 304 ostenitik paslanmaz çelik yüzeyine, farklı Cr içerikli FeCrC, B4C ve Ti tozları gaz tungsten ark (GTA) yöntemiyle kaplanarak, mikroyapıda oluşacak karbür ve diğer fazların, malzemenin sertliğine ve abrasiv aşınma davranışlarına olan etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Mikroyapı incelemelerinde optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (scanning electron microscope (SEM)) ve noktasal analiz tekniği (energy dispersive spectograph EDS) mikro analizlerinden faydalanılmıştır. Yüzeydeki modifiye edilen tabakanın makrosertliği ve mikrosertliği ölçülmüş, yüzey tabakası abrasiv olarak pim-disk deney aparatında aşındırılmıştır. Aşınma testleri sonrası numunelerin, 5 N, 10 N, ve 20 N yükler altında mesafeye bağlı kütle kayıp miktarlarının grafikleri çizilmiştir. Ayrıca kaplama tabakalarının nüfuziyet oranları hesaplanmıştır.GTA kaplamalar için; % 66 Cr içerikli FeCrC `nin en iyi kaplama oluşturan toz olduğu, 135 A 'lik kaynak akımının ise en uygun akım olduğu tespit edilmiştir. B4C ve Ti tozlarına farklı oranlarda FeCrC tozu katılarak oluşturulan kaplamaların mikroyapı incelemelerinde M2C, M3C, M7C3, M23C6, FeB, Fe2B, TiFe, TiFe2, Ti2Ni, TiNi3 ve TiNi karbürlerinin oluştuğu ve bu karbürlerin aşınma deneylerinde kütle kayıplarını azalttığı tespit edilmiştir. Ayrıca makrosertliği ve mikrosertliği en yüksek olan B4C kaplamalarının, abrasiv aşınma deneyleri sonucunda farklı yüklerdeki mesafeye bağlı kütle kayıp miktarları en az olan numune grubu olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, different Cr based FeCrC, B4C and Ti powders were coated on the surface of AISI 304 austenitic stainless steel with Gas Tungsten Arc (GTA) method and the effects of carbide and other phases on the hardness and abrasive wear behaviours were investigated. The microstructures of coatings were examined by using optical microscopy, scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) respectively. Macrohardness and microhardness of the surface of coating layers were measured, the wear tests were performed in loads of 5, 10 and 20 N, by pin-on-disc test apparatus and the weight loss values were calculated. Besides, penetration proportions of coated layers were calculated.For GTA coatings, 66 % Cr based FeCrC powders and a welding current of 135 A was determined to be the most suitable. The different proportions of FeCrC powder were added in B4C and Ti powder, and formed the coating. It was observed for examining the microstructure that M2C, M3C, M7C3, M23C6, FeB, Fe2B, TiFe, TiFe2, Ti2Ni, TiNi3 and TiNi carbides were formed. This circumstance caused a decreasing the mass losses. Likewise, the macrohardness and microhardness of B4C coatings were very high, the results of abrasive wear tests, should the wear losses were the lowest for this coating.