Farklı yöntemler ile stellite kaplanan yapı çeliğinin mikroyapı ve aşınma özelliklerinin incelenmesi
Investigation of microstructure and wear properties of stellite coated structural steel with different methods
Yazar: SERKAN APAY
Danışman: DOÇ. DR. BEHÇET GÜLENÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Neodmiyum YAG lazer = Neodmiyum YAG laser ; TIG kaynağı = TIG welding

Özet:
Bu çalışmada imalat sektöründe sıklıkla kullanılan düşük karbonlu AISI 1015 yapı çeliği üst yüzeyi üzerine lazer kaynak, plazma transfer ark (PTA) ve TIG kaynak yöntemiyle, kobalt esaslı Stellite 6 alaşımı kaplanmıştır. Yüzeyleri Stellite 6 alaşımı ile kaplı numunelerden mikroyapı görüntüleri çekilerek ana metal, ısı tesiri altındaki bölge, kaplamanın ana metale nüfuziyet miktarı ve kaplama mikroyapısı incelenmiştir. Burada amaç uygulanan kaplama yöntemlerinin, nüfuziyet miktarına kaplama kalınlığının ve bu kalınlığın mekanik zorlamalara etkisinin belirlenmesidir. Mekanik etkileri belirlemek için numunelere aşınma deneyleri ve mikro sertlik ölçümleri yapılmıştır. 
Yapılan deneysel çalışmalar neticesinde belirlenen uygun kaynak parametreleri ile kaplanan numuneler 10N, 25N ve 40N yük altında, oda sıcaklığında 1200 kumluk aşındırıcı zımpara kâğıdı üzerinde 5000 metre boyunca aşındırılmıştır. Numunelerin ağırlık kayıpları her 1000 metrede bir ölçülerek aşınma dirençleri incelenmiştir. Ayrıca numune kaplaması üst yüzeyden ana malzeme içine doğru mikro sertlik ölçümleri yapılmıştır. Ölçümler üst yüzeyden itibaren her 0,2 mm aralıklarda yapılmıştır.
Yapılan aşınma deneyleri sonucunda, en yüksek aşınma direncine lazer kaynak yöntemi ile kaplanmış numune sahip olurken, en düşük aşınma direncine ise TIG kaynak yöntemi ile kaplanmış numune sahip olmuştur. Mikrosertlik sonuçları da aşınma deneyi sonuçlarını desteklemektedir. Lazer kaynak yöntemi ile kaplanan numunede en yüksek sertlik değeri ölçülürken, TIG kaynak yöntemi ile yapılan kaplamada en düşük sertlik değeri elde edilmiştir. Yapılan çalışmalarda alaşımların içerdiği özellikle Co, Cr ve C elementlerinin aşınma direncini ve mikrosertlik değerini arttırdığı görülmüştür. Ayrıca numunelere korozyon deneyi uygulanmıştır. Lazer kaynak ile yapılan kaplama, korozyon direnci en fazla olan numune olmuştur. En düşük korozyon direnci TIG kaynak kaplamalı numunede olmuştur.

Abstract:
In this study, the top surface of the AISI 1015 low carbon structural steel used in the manufacturing sector was coated by the cobalt-based alloy Stellite 6 with using laser welding, plasma transfer arc (PTA) and the TIG welding method. Microphotos were obtained fort he samples coated with Stellite 6. From those microphotos, as-received samples, HAZ, the amount of penetration and coating microstructure were investigated. The aim of this work is to determine the effect of coating methods on the amount of penetration, coating thickness and mechanical properties of steel. Wear test and hardness measurment were carried out to measure the mechanical properties.
Wear test was applied to the sample coated with appropriate welding parameters under load of 10N, 25N and 40N for 5000 meters. Sliding distance on 1200 mesh emery paper at room temperature. Wear resistance of the samples were determined by measuring the weight loss per 1000 meters. In addition, microhardness measurments were made from the coated surface to the inside of the materials. Measurements were made at intervals of 0,2 mm starting from the upper surface.
As a result of the wear tests, the sample coated by the laser welding method the highest wear resistance, while the lowest wear resistance was obtained for the sample coated with TIG welding method. This is consistent with the results obtained by microhardness. The sample is coated with the laser welding method revealed the highest hardness values. However samples coated with TIG welding method showed the lowest hardness values. The results indicated that Co, Cr and C alloying elements in alloy increased wear resistance and microhardness of steel. In addition to applied corrosion test samples. Laser welding with coated, corrosion resistance has been the highest sample. TIG welding has been coated sample, the lowest corrosion resistance.