Borlanmış AISI 1020 ve 5115 çeliklerinin sürtünme ve aşınma davranışlarının incelenmesi /
Yazar: BURHAN SELÇUK
Danışman: PROF.DR. M. BAKİ KARAMIŞ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1994
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Borlama = Boriding ; Mil = Shaft ; Sertleştirme = Hardening ; Sürtünme = Friction ; Çelik-metal = Steel-metal

Özet:
ÖZET Bj çalışmada, semontasyon ile sertleştirilerek kom mili üretiminde kullanılmokta olan MSI 5115 çeliğinin ye ine yüzeyi horlanarak sertleştirilen AJSİ 1020 çeliğinin kullanılabilirliği deneysel olarak araştırılmıştır. Deitsysel çalışmada, oşınmodon önce ve sonra sertleştirilmiş tabakanın mikro yapısı ve mikro sertlik dağılımı, sürtünme ve aşınma davranışları ile aşınmış ve aşınmamış yüzey portiküllerinin X- ışını yöntemi ile analizi yapılmıştır. Bu deneyler için hazırlanan AISI 5115 ve AIS1 1020 çelik numunelerinin yüzeyleri sementasyon ile Sivas - Estaş 'obrikosındo, borlomo ile ise Salihli - Vezneli atölyelerinde sertleştirilmiştir. Yüzey sertleştirme işleminden sı ura her numunenin yüzeyi taşlanmıştır. Serti', eştirilmiş tabakanın aşınmadan önce ve sonraki mikro sertlik dağılımı Kayseri Erc'ryes Oni. Müh. Fok. Mak. Böl.'ds belirlenmiştir. Borlama ile sertleştirilmiş numunelerin etkili sertlik derinlikleri tesbit edilmiştir. Sertleşiirilmiş tobakalor metalogrofik olarak incelenmiş ve kesit görünüşleri fotoğroflanmıştır. Borlama ile sertleştirilmiş tabakaların mikro sertliklerinin taranması sonucunda elde edilen sertlik değerleri AISI 1020 çeliğinde 2700 HV 0.08, AISI 5115 çeliğinde ise 2850 HV 0.08 olarak elde edilmiştir. Ayrıca X- ışını yöntemi ile borlama sonucu sertleşen tabakanın FejB fazından oluştuğu tesbit edilmiştir. Aşınmo deneyleri kuru sürtünme şortlorında yapılmış ve deneyler için plako disk deney düzeneği seçilmiştir. Bu düzeneğe sürtünme kuvvetini tesbit edebilmek için sürtünme kuvvetine kalibre edilmiş bir Strain Gauge yerleştirilmiştir. Sürtünme kuvvetleri aşınma test sürelerinde bu cihazdan alınan değerlerle tesbit edilmiştir. Her bir numune ayrı ayrı 55.6 N, 109 N ve 147.5 N yükte, 3.6 m/sn sabit koyma hızında ve 10, 30, 45, 60, 5, 90, 180, 300, 420, 540 sn'lik koyma sürelerinde oşınmo testine tobi tutulrnuşlordır. Her bir durumdo Q[ ama kayıpları tesbit edilmiş ve bunların aşınma değişkenleri ile değişimleri grafiklerle gösterilmiştir. En yuf*, ek aşınma direncine horlanmış AISI 5115 çeliğinin sahip olduğu görülmüştür Bu çeliği sırasıyla borlu AISI 1020. semente edilmiş AISI 5115, semente edilmiş AISI 1020, normolize AISI 5115 ve 1020 çelikleri takip etmektedir. Aşınmış ve aşınmamış sertleştirilmiş yüzey partikülleri X- ışını analiz metoduyla C.Ö. Müh. Fak. Jeoloji Bölümünde analiz edilmiş ve beklenen faz gözlenmiştir. Yapılan deneylerin sonuçlan birbirleri ile mukayese edilmiş, buna göre borlama ile sertleştirmenin semente etmeye göre daha etkili olduğu ve borlanarok yüzeyi sertleştirilen AISI 1020 çeliğinin düşük yüklerde semente edilmiş AISI 5115 çeliğinin yerine kom mili üretiminde ve diğer kullanım alanlarında kullanılabileceği sonucuna' ulaşılmıştır.

Abstract:
IV SUMMARY In this study Wheather AISI 1020 case boried steels insterad of MSI 5115 case hardesed by carburizing is used in manufacturing com shaft was experimentally investigated. The experimental! study included the following; 1- The micro structure of the hardened case before and after wear 2- The friction and wear behavior. 3- The micro hardness of the hardened cose before and after wear and 4- The particle onalizing of the hardened cose and debris by the metod of X-roy diffraction. Some of the specimens prepared from AISI 5115 and AISI 1020 steels at the required size were hardened by carburizing al 5İVAS-ESTAŞ faetory. The other were boried ot Salihli-Vezneli work-shop after heat treatments. They were grinded. The micro hardness distrubution of the cose hordened steels wos investigated before ond after wegr and the photograph of the cross section opperonce of the hardened cose were token under the microscopy ot E.Ö. îv'lh. Fok. The effective hardness depht of cose hardened steels wos determined. The hardness values of the boried steels were 2700 HV 0.08 for AISI 1020 and 2850 HV 0.08 for AISI 5115 and FejB phase was obtoined by metod of X-roy diffraction ot the boried case. he wear test was investigated using the disk-plote mechanism in dry condition and to measure frietion {aces, the stroinn gauge was installed to the wear test mechanism. The frictions were read and recorded dumg the lest. Each of the specimens was tested ot the Normol Forces of 55.6 N, 109 N N and 147.5 N. When the slide speed. Wos constont, that is, at 10, 30, 45. 60, 75, 90, 180, 300, 420 and 540 m/s. The weor test results was ob'ained os the lost of mass and shown os grofics. AISI 5115 boried steel had the highest resistance to wear among the specimens. This steel wos followed by boried AISI 1020, carburized AISI 5115, carburized AISI 1020, normalized AISI 5115 ond AISI 1020 respectively. The hordened case particles were analyzed by the metod of X-ray diffraction before and after wear at CO. Müh. Fok. and oplained result was as expected. When oil the results of the experiments were compared with each other, it fallows thot the case hordened by boring is more effective than the case hardened by carburized steel can be used in steel instead of AISI 51 15 carburized steel can be used in menufucturing a can shaft and other construction at least under low forces.