Düşük karbonlu çeliğin Ni-P-B ve Ni-P-B-W akımsız kaplamalar ile aşınma, korozyon ve tribokorozyon performansının geliştirilmesi
Improving the wear, corrosion and tribocorrossion performance of low carbon steel with Ni-P-B and Ni-P-B-W electroless coatings
Yazar: MEHMET SARIOĞLU
Danışman: PROF. DR. HARUN MİNDİVAN
Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Aşınma = Wear ; Düşük karbonlu çelik = Low carbon steel ; Kaplama = Coating ; Korozyon = Corrosion ; Tribokorozyon = Tribocorrosion

Özet:
Metal esaslı malzemelerin hasara ve kullanılamaz hale gelmesine neden olan aşınma ve korozyon, araştırmacıların üzerinde yoğun olarak çalışmaya devam ettiği bir alandır. Bilindiği üzere, özellikle metal esaslı malzemelerin yüzeyinde gerçekleşen bu olay, cihaz ve sistemlerde önemli hasarlara ve arızalara neden olabilmekte, ülke ekonomisinde ciddi ekonomik kayıplar oluşturmaktadır. Teknolojinin hızla geliştiği günümüzde yeni malzemeler konusunda gelişmeler sağlanmasına rağmen endüstriyel uygulamalarda özellikle ekonomik nedenle, düşük alaşımlı yumuşak çelik gibi geleneksel malzemelerden vazgeçilmemiştir. Bu gibi malzemeler, denizcilik, otomotiv, havacılık uygulamalarında süspansiyon, güç aktarma ve fren sistemi gibi hareketli elemanlarda ağırlıklı olarak kullanılmaktadır. Metalik yüzeylerde aşınma ve korozyonu önleme/azaltma konusunda sert krom, nikel, çinko, fosfat vb. kaplama yöntemleri kullanılarak metalik yüzeyin aşınma ve korozyon dirençleri arttırılabilmektedir. Daha etkin, maliyeti düşük ve çevre dostu kaplama tekniği geliştirmek, Ar-Ge araştırmalarının gündemindeki konudur. Yapılan çalışmalar akımsız kaplamaların aşınma ve oksidasyona karşı gösterdiği direnç ile aşınma ve korozyonu önleyici kaplama uygulamasında ideal bir aday olduğunu göstermektedir. Hâlihazırda, literatürde metalik yüzeylerde akımsız Ni-P-B ve Ni-P-B-W kaplamaların oluşturulması ve bu yüzeylerin aşınma, korozyon ve tribokorozyon davranışlarının incelenmesi konusunda sınırlı sayıda araştırma bulunmaktadır.
Bu çalışma, akımsız kaplama tekniği ile yumuşak çelik altlık üzerinde oluşturulan Ni-P-B ve Ni-P-B-W çoklu alaşımlı kaplamaların yapısal, korozyon ve aşınma özelliklerinin araştırılmasını amaçlamaktadır. Ayrıca Ni-P-B ve Ni-P-B-W kaplamaların morfolojik ve sertlik özellikleri karşılaştırıldı. Akımsız Ni-P-B kaplama, en yüksek sertlik değeri, korozyon direnci ve tribokorozyon performansı sergilemesine rağmen, akımsız Ni-P-B-W kaplama, kuru kayma koşuluna maruz kaldığında, işlem görmemiş çelik ve Ni-P-B kaplama ile karşılaştırıldığında en düşük aşınma hızı ve sürtünme katsayısı göstermiştir.

Abstract:
Wear and corrosion, which researchers have been intensively working on, defects and makes the metallic structured materials unused. It is known that wear and corrosion forms on the metallic materials, defects the devices and components which causes failure on working systems and important economic losses on countries economy. Humankind has not given up the usage of low alloy steel in industrial applications due to economic reasons, though the technological progress in nowadays. These materials have been used extremely at power trains, suspensions and brake systems in automotive, marine and aviation applications. To protect metallic surfaces from the wear and corrosion or increase the wear and corrosion resistance of the metallic surfaces, coatings can be used such as hard chromium, nickel, zinc or phosphate. It is a continuous issue for research and developments that is to improve and get more efficient and low cost coatings. Researches show that electroless coating is an ideal candidate for the protective corrosion coating application due to its wear and anti-oxidation resistance.
This work aims to investigate the structural, corrosion and the study of wear features of the Ni-P-B and Ni-P-B-W polyalloys coatings by electroless coating technique on the mild steel substrate. A comparative investigation of morphological and hardness properties between Ni-P-B and Ni-P-B-W coatings is employed. Although electroless Ni-P-B coating exhibited the highest hardness value, corrosion resistance and tribocorrosion performance, electroless Ni-P-B-W coating showed the lowest wear rate and friction coefficient when subjected to dry sliding condition as compared to untreated steel and Ni-P-B coating.