Plazma nitrürleme ve borlama ile çift yüzey işlem uygulanmış AISI 8620 çeliğinin aşınma davranışının incelenmesi
Investıgatıon on wear behaviour of duplex surface treated AISI 8620 steel with plasma nitriding and pack boriding
Yazar: FATİH DEVELİ
Danışman: DOÇ. DR. ŞÜKRÜ TAKTAK
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Aşınma = Wear ; Borlama = Boriding ; Plazma nitrürleme = Plasma nitriding

Özet:
Bu çalışmada plazma nitrürleme ve ardından borlama yüzey işlemleri AISI 8620 çeliği üzerine uygulanmıştır. Numuneler alkolle temizlenerek plazma haznesine yerleştirilmiş ve hazne havası 2,5X10 -2 mbar basınca boşaltılmıştır. Nitrürleme işlemi başlamadan önce numuneler 5-2 mbar basınç altında 30 dk. H2 gazı plazmasına tabi tutulmuştur. Plazma nitrürleme 500 oC sıcaklıkta 5 mbar vakumda % 50 H2 - % 50 N2 gaz karışımında 5 saat süresince gerçekleştirilmiştir.Plazma nitrürlenen numunelerin bir kısmı beyaz tabaka kaldırıldıktan sonra diğer kısmı ise beyaz tabaka kaldırılmadan borlama işlemine tabi tutulmuştur. Borlama işlemi Ekabor2 tozunda elektrik fırınında 800 ve 900 oC' de 1, 3 ve 5 saat sürelerinde gerçekleştirilmiştir.Çift yüzey işlemi uygulanan numuneler kesitten kesilerek 240 ? 1000 grid zımparalarda zımparalanmış ve 0.1 mm alümina süspansiyonunda parlatılmıştır. Metaloğrafik olarak hazırlanan numuneler % 3 nitalle dağlanmıştır. Tabaka kalınlığı optik mikroskoba ( Olympus BX-60 ) bağlı bir aparat yardımıyla ölçülmüştür. Kesitten mikrosertlik ölçümleri yüzeyden içeriye doğru 100 gr yük altında ölçülmüştür. Numunelere XRD analizi CuK? radyosyon kullanarak gerçekleştirilmiştir. Tribolojik testler 10 N yük altında 1000 metre mesafede AISI 52100 bilya ile yağlamasız ortamda gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
In this study plasma nitriding and subsequent boronizing surface processes were applied on to AISI 8620 steel. The samples were cleaned and placed into the plasma container and the container air was discharged until a pressure of 2,5X10 -2 mbar was attained. Before the nitriding process, the samples were subjected to H2 gas plasma for 30 minutes under a pressure of 5 mbar. Plasma nitriding was performed at a temperature of 500 oC, using a vacuum of 5 mbar in 50 % H2 - 50 % N2 gas mixture for a duration of 5 hours.Some of the plasma nitrided samples were boronized before and the rest was boronized after the white layer was removed. Boronizing process was performed in Ekabor2 powder at 800 and 900 oC in an electric oven for durations of 1, 3 and 5 hours. Sections were cut from the samples to which double surface process was applied; they were sandpapered on 240 ? 1000 grit sandpapers and polished with 0.1 µm alumina suspension. The samples which have been prepared metallographically were etched with 3% of nital. The thickness of the layers was measured with the help of an apparatus connected to the optical microscope (Olympus BX?60). The microhardness measurements from the section were performed inwards from the surface under a load of 100 gr. The XRD analysis was carried out on the samples by using CuK? radiation. Tribological tests were performed under a load of 10 N at a distance of 1000 metres with AISI 52100 ball in an unlubrication environment.