Küresel grafitli dökme demirlerin borik asit esaslı alternatif borlama karışımı ile borlanması ve karakterizasyonu
Characterization and boriding of ductile cast iron with boric acid based alternative boriding powder mixture
Yazar: ÖZGE FIRTINA
Danışman: DOÇ. DR. EMRE YALAMAÇ
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, yüksek maliyetli ve patentli ithal borlama karışımlarına
alternatif yerli ürün olan borik asit içerikli bir borlama karışımı kullanılmış ve daha
önceden literatürde borlama işlemi uygulamasına rastlanılmamış DIN GGG 70
kalitesindeki küresel grafitli dökme demir malzemesi ilk defa bu çalışmada
borlanarak yüzey özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır.
Borlama işlemi, alternatif borlama karışımı kullanılarak 850, 900, 950 oC
sıcaklıklarında ve 4, 8, 12 saat süre boyunca kutu (katı) borlama yöntemiyle
uygulanmıştır. Alternatif karışımından farklı olarak, 900oC sıcaklıkta 4 saat borlama
prosesi için ticari Ekabor®-II toz karışımı da kullanılmıştır. Alternatif yerli borlama
karışımı ve endüstriyel Ekabor®-II ithal borlama karışımları ile borlama işlemi
yapılan numunelerin mikroyapısal (optik mikroskop ve SEM), kimyasal (XRD, EDS)
ve mekanik (mikrosertlik, yüzey pürüzlülük ve aşınma testi) özellikleri incelenmiştir.
Ayrıca borlama işlem parametrelerine bağlı olarak borür tabaka kalınlığının
ortalamaları alınarak ampirik ve regresyon analiz sonucunda oluşan denklemlerin
yardımlarıyla tahmini borür tabakaları hesaplanmış, yine difüzyon denklemleri ve
analizleri kullanılarak bor difüzyonu için gerekli aktivasyon enerjisi hesaplanmıştır.
XRD analiz sonucunda alternatif yerli karışım ile borlanan numunelerde sadece
Fe2B, ticari ürün Ekabor®-II‟ de Fe2B + FeB fazları gözlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Küresel Grafitli Dökme Demir, Borlama, Kinetik Analiz,
Sertlik ve Aşınma

Abstract:
In this thesis, alternative boronizing mixture is used for boronizing of cast iron
instead of high cost and patented imported boronizing mixtures. The aim of the study
was to improve the surface quality of DIN GGG 70 quality spheroidal graphite cast
iron material by boronizing process. According to literature, boronizing of this cast
iron was not encountered.
Boronizing process was applied by box (solid) boring method at 850, 900, 950 oC for
4, 8, 12 hours using alternative boronizing mixture. Unlike the alternative mixture,
the commercial Ekabor®-II powder mixture was also used for boronizing process at
900oCfor 4 hour. The microstructural (optical microscope and SEM), chemical
(XRD, EDS) and mechanical (microhardness, surface roughness and abrasion test)
properties of the samples boronized with alternative domestic boronizing mixture
and industrial Ekabor®-II imported boronizing mixtures were examined. In addition,
the thickness of boride layers were calculated by means of the empirical and
regression analyzes, and the required activation energy for boron diffusion was
calculated using diffusion equations and analyzes. As a result of XRD analysis, only
Fe2B phase was observed in samples boronized with alternative domestic mixture but
Fe2B + FeB phases were observed in samples boronized with commercial product
Ekabor®-II.
Keywords: Spheroidal Graphite Ductile Cast Iron, Boronizing, Kinetic Analysis
Hardness, Wear