TY - JOUR T1 - ESD Yöntemiyle Zırh Çelikleriyle Kaplanmış Inconel 718 Alaşımının Aşınma Davranışlarının İncelenmesi TT - Investigation of Wear Behavior of Inconel 718 Alloy Coated with Armor Steels Using ESD AU - Kayalı, Yusuf AU - Ermak, Merve PY - 2024 DA - December Y2 - 2024 DO - 10.35414/akufemubid.1475574 JF - Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi PB - Afyon Kocatepe University WT - DergiPark SN - 2149-3367 SP - 1472 EP - 1481 VL - 24 IS - 6 LA - tr AB - Inconel-718, en yaygın olarak kullanılan en önemli nikel esaslı süper alaşımlardan biridir. Inconel-718’in benzersiz özelliklerinden dolayı yaygın kullanıma rağmen, (ve diğer birçok süper alaşımın) aşınma özellikleri, özellikle yüksek sıcaklıklarda genellikle yetersiz kabul edilir. Bu yüzden günümüzde birçok yüzey işlemine tabii tutulmaktadır. Metalik yüzeylerde sert ve aşınmaya dayanıklı bir kaplama üretmek için gelecek vaat eden yöntemlerden biride Elektro Kıvılcım Biriktirme (ESD) yöntemdir. ESD metodu, diğer geleneksel yöntemlere kıyasla çok daha kuvvetli olarak bağlanan ve iyi bir yapışma sergileyen kaplamalar yapılmasını sağlayan ve kullanılan elektrotun darbeli (pulse) elektrik akımlarının oluşturduğu plazma formasyonu vasıtasıyla yüzeyde biriktirilmesi prensibine dayanan bir mikro-kaynak işlemidir. Bu çalışmada Inconel-718 alaşımı üzerine ESD tekniği kullanılarak farklı şartlarda Armoks-500T ve Ramor-500 zırh çelikleri ile yüzey kaplama işlemi yapılmıştır. Elde edilen kaplama tabakalarının özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Tabaka kalınlıkları optik mikroskoba bağlı bir aparat yardımıyla ölçülmüştür. Elde edilen tabakaların yüzey sertlikleri Mikro sertlik yöntemiyle ölçülmüştür. Aşınma deneyleri ball-on-disk yöntemi ile 10 N yük altında 0.3 m/s de 500 metre mesafede gerçekleştirilmiştir. Aşınma mekanizmaları için Aşınma izi SEM analizleri yapılmıştır. ESD kaplama sonucunda Inconel-718 alaşımı üzerine her iki zırh kaplama malzemesi başarılı bir şekilde oluşturulmuştur. Kaplama tabakası kaplama şartlarına ve kaplama malzemesine bağlı olarak 5 µm’ dan 26 µm kadar değişmektedir. Her iki zırh çeliği ile Inconel-718 alaşımının yüzey sertliği artırılarak, aşınma direnci yaklaşık olarak 1,5-11 kat iyileştirilmiştir. KW - Elektro Kıvılcım Biriktirme KW - Inconel-718 Alaşımı KW - Armoks-500T KW - Ramor-500 KW - Mikrosertlik KW - Aşınma Direnci N2 - Inconel-718 is one of the most important nickel-based super alloys most widely used. Despite its unique combination of properties and widespread use, the wear properties of Inconel-718 (and many other super alloys) are generally considered inadequate, especially at elevated temperatures. Therefore, it is subjected to many surface treatments today. One of the promising methods to produce a hard and wear resistant coating on metallic surfaces is Electro Spark Deposition (ESD) method. The ESD method is a micro-welding process based on the principle of depositing the electrode used on the surface by means of the plasma formation created by pulsed electric currents, which provides much stronger bonding and good adhesion compared to other traditional methods. In this study, surface coating process was carried out with Armoks-500T and Ramor-500 armor steels under different conditions by using ESD technique on Inconel-718 alloy. The properties of the obtained coating layers were characterized by scanning electron microscopy (SEM). Layer thicknesses were measured with the aid of an apparatus connected to an optical microscope. The surface hardness of the obtained layers was measured by the Micro-hardness method. Wear tests were carried out with the ball-on-disk method under a load of 10 N at a distance of 500 meters at 0.3 m/s. Wear trace SEM analyzes were performed for wear mechanisms. As a result of ESD coating, both armor coating materials were successfully formed on Inconel-718 alloy. The coating layer varies from 5 µm to 26 µm depending on the coating conditions and coating material. By increasing the surface hardness of both armor steels and Inconel-718 alloy, the wear resistance has been improved approximately 1.5-11 times. CR - Abad, M.D., Muñoz-Márquez, M.A., El Mrabet, S., Justo, A., Sánchez-López, J.C., 2010. Tailored synthesis of nanostructured WC/TaC coatings by dual magnetron sputtering. Surface & Coatings Technology, 204, 3490-3500. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2010.04.019 CR - Aichholz S.A.C., Meruvia M.S., Júnior P.C.S., Torres R.D., 2018. Tribocorrosion behavior of boronized AISI 4140 steel. Surface & Coatings Technology, 352, 265-272. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.07.101 CR - Allaoui O., Bouaouadja N., Saindernan G., 2006. Characterization of boronized layers on a XC38 steel. Surface & Coatings Technology, 201, 3475-3482. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.07.238 CR - American Welding Society, 2007. Welding Handbook, Vol. 3, 9th Ed., Miami, FL, 598-602. Bhattacharya S.K., Javaid A., Lewis M.H., Walbank J., 1983. Wear Mechanisms of Syalon Ceramic Tools when Machining Nickel-Based Material. Metals Technology, 10, 482-483. https://doi.org/10.1179/030716983803291415 CR - Edgar E.V.C., Roger L., Armando I.M.P., Jose L.B.P., Francisco J.P.P., Martin O.D., Eduardo D.R.A., 2016. Characterization and wear performance of boride phases over tool steel substrates. Advances in Mechanical Engineering, 8(2), 1-10. https://doi.org/10.1177/1687814016630257 CR - Günen, A., Kanca, E., Çakır, H., Karakaş, M. S., Gök, M.S., Küçük, Y., Demir, M., 2017. Effect of borotitanizing on microstructure and wear behavior of Inconel 625. Surface & Coatings Technology, 311, 374-382. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.12.097 CR - Gür, A.K., Taşkaya, S., Özay, Ç., 2019. Ramor-500 Çeliğinde Isıl İşlemin Mikroyapı, Mikrosertlik ve Abrasiv Aşınma Direncine Etkisinin Taguchi Metoduyla Değerlendirilmesi. BEU Journal of Science, 8(3), 1045-1056. https://doi.org/10.17798/bitlisfen.532073 CR - Jindal, P.C., Quinto, D.T., Wolfe, G.J., 1987. Adhesion measurements of chemically vapor deposited and physically vapor deposited hard coatings on WC/Co substrates. Thin Solid Films, 154, 361-375. https://doi.org/10.1016/0040-6090(87)90379-8 CR - Kaçar, R., Emre, Ertek H., 2018. Gaz Metal Kaynaklı Zırh Çeliklerinin Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi. AKU J.Eng.App.Sci. Vol.1, 15-23. CR - Kara, S., Korkut, M.H., 2012. Zırhlı Muharabe Araçlarında Kullanılan Zırh Plakalarında Kaynak Sonrası Isıl İşlemin Birleşim Mukavemetine Etkisinin Araştırılması. The Journal of Defense Sciences, 11(2), 159-171. https://doi.org/10.17134/sbd.44699 CR - Kayali, Y. and Talaş, Ş., 2019. Investigation of Wear and Corrosion Behaviour of AISI 316 L Stainless Steel Coated by ESD Surface Modification. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 55, 1148-1153. https://doi.org/10.1134/S2070205119060170 CR - Kayali, Y. and Talaş, Ş., 2021. Investigation on Wear Behavior of Steels Coated with WC by ESD Technique. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 57, 1065-112. https://doi.org/10.1134/S2070205120060131 CR - Krelling A.P., Da Costa C.E., Milan J.C.G., Almeida E.A.S., 2017. Micro-abrasive wear mechanisms of borided AISI 1020 steel. Tribology International, 111, 234-242. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2017.03.017 CR - Kurzynowski, T., Smolina, I., Kobiela, K., Kuz´nicka, B., Chlebus, E., 2017. Wear and corrosion behaviour of Inconel 718 laser surface alloyed with rhenium. Materials and Design, 132, 349-359. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.07.024 CR - Rastkerdar, E., Aghajani, H., Kianvash, A., Sorell, C.C., 2018. Microstructural characterization of AA5183 aluminum clad AISI 1018 steel prepared by electro spark deposition. Mater. Res. Express, 5 (4), 046507. https://doi.org/10.1088/2053-1591/aab81f CR - Shepeleva, L., Medres, B., Kaplan, W.D., Bamberger, M., Weisheit, A., 2000. Laser cladding of turbine blades. Surface & Coatings Technology, 125, 45-48. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(99)00603-9 CR - Tang, J., 2016. Mechanical and Tribological properties of the TiC-TiB2 composite coating deposited on 40Cr-steel by electro spark deposition. Applied Surface Science, 365, 202-208. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.12.198 CR - Taşkaya, S., Gür, A.K., 2019. Ramor 500 Zırh Çeliğinin Tozaltı Kaynak Yöntemi ile Birleştirilmesinde Tel İlerleme Hızının Kaynak Metalindeki Nüfuziyet Dengesinin İncelenmesi. GÜFBED, 9(3), 444-453. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.426195 CR - Zhu, Y.C., Yukimura, K., Ding, C.X., Zhang, P.Y., 2001. Tribological properties of nanostructured and conventional WC–Co coatings deposited by plasma spraying. Thin Solid Films, 388, 277-282. https://doi.org/10.1016/S0040-6090(01)00805-7 UR - https://doi.org/10.35414/akufemubid.1475574 L1 - https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/3893725 ER -