İndüksiyonla ısıtmada dışarıdan uygulanan elektromanyetik dalgaların 1040 çeliği üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of induction boriding of 1040 steels and its effect on material content and the effect of induction current sourced electromagnetic waves and magnetic sourced wave on 1040 steel
Yazar: TURGUT KAĞAN ORGUN
Danışman: PROF. DR. UĞUR ÇAVDAR
İzmir Demokrasi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Elektromanyetik indüksiyon = Electromagnetic induction

Özet:
Manyetizma evrenin yaratılışından itibaren bütün fizik camiasının en büyük ve en önemli olgularından birisi olmuştur. Bu öyle bir olgudur ki evrenin her yerinde ve her koşulda vardır. Titreşim enerji ve hareketin olduğu hemen hemen her yerde manyetizmadan söz etmek mümkündür.
Manyetizma günlük teknolojilerimizde sıklıkla kullandığımız, geçmişte ise yön bulma gibi önemli ama daha basit işlemlerde kullandığımız fiziki bir olgudur. Manyetizma o kadar derin ve kapsamlı bir konudur ki. Üzerinde çalışılması gerçekten zor ve güçtür. Bu sebeple kullanılan güncel akademik makale sayısı yeterli olmayıp eski akademik kaynaklara ve fizik kitaplarına sıkça başvurulmuştur.
1040 çelikleri, demir ve karbon alaşımlarının belirli bir türü olarak, mühendislik ve üretim uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Çeliklerin mekanik özelliklerinin ve dayanıklılığının iyileştirilmesi, endüstri için büyük önem taşımaktadır. Bu bağlamda, çeliğin mikroyapısının ve yüzey özelliklerinin değiştirilmesi yöntemlerinden biri de borlama işlemidir. Borlama, çelik yüzeyine bor atomlarının difüzyon yoluyla yerleştirilmesi işlemidir ve bu işlem, malzemenin sertlik, aşınma direnci, ve korozyon direnci gibi özelliklerinin iyileştirilmesini amaçlar.
Tezimin ana odak noktası, 1040 çelikleri üzerine uygulanan indüksiyonlama işleminin bu çeliklerin malzeme içeriğine ve mikroyapısına olan etkilerini incelemektir. İndüksiyonla ısıtma, manyetik alan kullanarak metalin hızlı ve kontrollü bir şekilde ısıtılmasını sağlar; bu nedenle, bu yöntem borlama gibi yüzey modifikasyon işlemleri için idealdir. Ayrıca, bu çalışmada indüksiyon akımı kaynaklı elektromanyetik dalgaların ve manyetik kaynaklı dalgaların 1040 çeliği üzerindeki etkileri de detaylı bir şekilde ele alınacaktır.
Giriş kısmında manyetizma ve manyetik alanların temelleriyle başlayarak, elektromanyetik dalgaların özellikleri ve çeşitleri hakkında bilgi verilecektir. Ardından indüksiyonla ısıtma prensipleri ve bu yöntemin çeliklerin yüzey modifikasyonu üzerindeki rolü irdelenecektir. Malzeme ve metot bölümü, deneysel tasarım ve kullanılan teknikler hakkında ayrıntılı bilgi sunacak ve son olarak, bor elementinin çeliklere olan etkisi kapsamlı bir şekilde ele alınacaktır.
Bu çalışma, 1040 çeliklerinin indüksiyonla borlanmasının malzeme özelliklerine olan etkilerini anlamak ve bu yöntemin endüstriyel uygulamalarda kullanım potansiyelini değerlendirmek için tasarlanmıştır. Çalışmalarımız, çeliğin mekanik ve kimyasal özelliklerindeki değişiklikleri inceleyerek, daha dayanıklı ve yüksek performanslı malzemelerin geliştirilmesine katkıda bulunmayı amaçlamaktadır.

Abstract:
Magnetism has been one of the biggest and most important phenomena of the entire physics community since the creation of the universe. This is such a phenomenon that it exists everywhere in the universe and under all conditions. It is possible to talk about magnetism almost wherever there is vibration, energy and movement.
Magnetism is a physical phenomenon that we frequently use in our daily technologies and in the past used it in important but simpler operations such as navigation. Magnetism is such a deep and comprehensive subject. It is really difficult and difficult to work on. For this reason, the number of current academic articles used was not sufficient and old academic sources and physics books were frequently used.
1040 steels, a specific type of iron and carbon alloys, are widely used in engineering and manufacturing applications. Improving the mechanical properties and durability of steels is of great importance for the industry. In this context, one of the methods of changing the microstructure and surface properties of steel is the boriding process. Boriding is the process of placing boron atoms on the steel surface by diffusion, and this process aims to improve the properties of the material such as hardness, wear resistance, and corrosion resistance.
The main focus of my thesis is to examine the effects of the induction process applied on 1040 steels on the material content and microstructure of these steels. Induction heating provides rapid and controlled heating of metal using a magnetic field; Therefore, this method is ideal for surface modification processes such as boriding. Additionally, in this study, the effects of induction current-induced electromagnetic waves and magnetic-induced waves on 1040 steel will be discussed in detail.
In the introduction, information will be given about the properties and types of electromagnetic waves, starting with the basics of magnetism and magnetic fields. Then, the principles of induction heating and the role of this method on the surface modification of steels will be examined. The materials and methods section will provide detailed information about the experimental design and techniques used, and finally, the effect of boron element on steels will be discussed comprehensively.
This study was designed to understand the effects of induction boriding of 1040 steels on material properties and to evaluate the potential for use of this method in industrial applications. Our studies aim to contribute to the development of more durable and high-performance materials by examining the changes in the mechanical and chemical properties of steel.