Elazığ ferrokrom cürufundan yüzey kaplama amaçlı Tozaltı kaynak tozu üreti̇mi̇ni̇n araştırılması
Utilization of Elazig ferrochrome slag to produce submerged arc welding powders for hardfacing coatings
Yazar: MUSTAFA KAPTANOĞLU
Danışman: PROF. DR. MEHMET EROĞLU
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışma da; Elazığ ferrokrom cürufundan sert dolgu (yüzey) kaplama amaçlı on alti (16) farklı kompozisyonda tozaltı kaynak tozu üretilmiştir. Üretilen kaynak tozları ferrokrom cürufu, demir esaslı ferro alaşımlar, seramik esaslı katışkılar ve bağlayıcıdan oluşmaktadır. Üretilen tozlar içerisine artan miktarlarda ferrokrom, ferrokrom-ferrobor, ferroniyobyum-ferrobor ve ferrotitanyum-ferrobor katılarak sert dolgu kaplamalar elde edilmiştir. Kaynak tozları ile yapılan sert dolgu kaplama işlemleri SAE 1020 çelik yüzeylere tozaltı kaynak makinesi ile gerçekleştirilmiştir. Kaplama işlemlerinden sonra kaplama bölgesinden alınan numuneler mikroyapı incelemeleri, sertlik ölçümleri ve abrasiv aşınma testlerine tabii tutulmuştur. Deney sonuçları neticesinde; Elazığ ferrokrom cürufundan tozaltı kaynak tozları üretilmiştir. Toz karışımındaki ferrokrom, ferrokrom-ferrobor, ferroniyobyum-ferrobor ve ferrotitanyum-ferrobor miktarının artmasıyla; sert dolgu kaplamaların mikroyapıları değişmiş, sertlikleri artmış ve aşınma kayıpları azalmıştır.Üretilen toz grupları içerisinde en yüksek ferro alaşım içeren toz karışımları ile elde edilen kaplamaların en yüksek sertlik ve aşınma direncine sahip oldukları tespit edilmiştir. Öte yandan;  en yüksek oranlarda ferroalaşım içeren kaynak tozları neticesinde oluşan cürufların kaynak metalinden ayrılmasında da (kalkmasında) kısmi zorluklar oluştuğu gözlenmiştir. Buna rağmen; atık bir cüruftan tozaltı kaynak tozu üretilebileceği ve ferro alaşımların toz bileşimine katılmasıyla sert dolgu kaplamalar elde edilebileceği bu çalışma neticesinde ortaya koyulmuştur.

Abstract:
In this study, submerged arc welding powders with sixteen (16) different compositions were produced to obtain hardfacing coatings. Welding powders obtained were composed of ferrochromium slag, iron-based ferro-alloys, ceramic-based compounds and binder. Hardfacing coatings were formed with an increasing amount of ferrochrome; ferrochrome-ferroboron, ferroniobium-ferroboron and ferrotitanium-ferroboron into the hardfacing powder. Hardfacing with prepared flux were carried out on AISI 1020 by using SAW machine. After the hardfacing process, specimen extracted from coating zone was subjected to microstructural analysis, hardness and abrasive wear tests. As a result of the experiments, submerged arc welding flux were produced using an Elazığ ferrochromium slag. It was observed that there is a microstructural transformation, hardness increase and wear loss decrease with the products obtained with an increasing amount of ferrochrome, ferrochrome-ferroboron, ferroniobium-ferroboron and ferrotitanium-ferroboron in flux. The highest hardness and the lowest abrasion wear loss values were obtained from the samples, which contains the highest amount of ferro alloys in powder group. However, some difficulties for slag removed have been observed for the powders produced, which contains high amount ferro alloys. Finally, it was demonstrated that submerged arc welding powders can be produced using slag wastes and hardfacing coating can be successfully carried out with the addition of ferro alloys to the welding powders.