Low Speed Ballistics Performance of AISI 1008 Steel Coated with W, WC and Alloyed Steel by ESD Method

Year 2019, Volume: 19 Issue: 2, 419 - 428, 17.09.2019

Adem Coşkun Şükrü Talaş

Abstract

Electro Spark Deposition
(ESD) or Low Energy Welding (LEW) coating is applied on metallic surfaces for
the purpose of increasing surface wear properties and better corrosion
performance. For this purpose, an actuator is employed for this course of the
process in order to ease the formation of the coating layer. In this study, ESD
coatings have been applied onto steel plates and metallurgical and physical
properties of the coatings have been characterized. Low-Speed/impact energy
ballistic tests have been carried out on ESD coated steel plates and it is
revealed that as the hardness of the coating is increased the low impact energy
ballistics performance of the coating becomes promising for the protection from
low speed particle impact of vehicles and other objects.

Keywords

ESD, Ballistic Performance, Coating, AISI1008 Steel

ESD Yöntemi ile W, WC ve Çelik Kaplanan Çelik Plakaların Düşük Hız Balistik Performansları

Abstract

Yüzey aşınma
özelliklerini ve korozyon performansını daha fazla arttırmak amacıyla metalik
yüzeylere Elektro Kıvılcım Biriktirme (ESD) veya Düşük Enerji Kaynaklı (LEW)
kaplama uygulanır. Bu amaçla, kaplama tabakasının oluşumunu kolaylaştırmak için
işlemin bu süreci için bir aktüatör kullanılır. Bu çalışmada, ESD kaplamalar,
çeşitli çelik plakalar üzerine uygulanmış ve çelik plakalarda yapılan
kaplamaların karakterizasyonu için metalurjik ve fiziksel özellikler
araştırılmıştır. ESD kaplı çelik plakalar üzerinde düşük hızlı / darbeli enerji
balistik testleri yapılmış ve kaplamanın sertliği arttıkça kaplamanın düşük
darbe enerjili balistik performansının düşük hızdaki parçacık etkisinden veya
araçlar ve diğer nesneler korunma açısından umut verici olduğu ortaya
çıkmıştır.

Keywords

ESD, Balistik Performans, Kaplama, AISI1008 Çelik

References

• Agarwal, A., Dahotre, N.B. 1998. “Pulse Electrode Deposition of Superhard Boride Coatings on a Ferrous Alloy”, Surface and Coatings Technology, 106(2-3),
• Binay, H. 2016 “CTP Destekli AA-6082 T6 Levhalarda Terminal Balistik Özelliklerinin İncelemesi”, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı Malzeme Programı, İstanbul, 7-21
• Bozkurt, A. 2018 “ESD İle Sert Faz Kaplanmış Titanyum Alaşımlarının ve Çeliklerin Lazer ile İşlenmesi ve Karakterizasyonu”, Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı, Afyon, 1-23
• Brown, E.A, Sheldon, G.L., Bayoumi, A.E. 1990. “A Parametric Study of Improving Tool Life by Electrospark Deposition, Wear, 138, 137-151.
• Chenglong, L., Dazhi, Y., Guoqiang,L., and Min, Q. 2005. “Corrosion Resistance and Hemocompatibility of Multilayered Ti/TiN Coated Surgical AISI 316L Stainless Steel”, Mater. Lett., 59(29–30), 3813–3819.
• Gil, L., Brühl, S., Jiménez, L., Leon, O., Guevara, R., Staia, M.H. 2006. “Corrosion Performance of the Plasma Nitrided 316 L Stainless Steel”, Surface & Coatings Technology, 201, 4424–4429.
• Gould, J. 2011. “Application of Electro-Spark Deposition as a Joining Technology”, Welding Journal, 90, 191-197.
• Holliday, R., Parker, J.D. and Williams, N.T. 1995. “Electrode Deformation When Spot Welding Coated Steels”, Welding in the World, 35(3), 160-164.
• Johnson, R.N., Sheldon, G.L. 1986. “Advances in the Electro-Spark Deposition Coating Process”, Journal of Vacuum Science and Technology A 4, 2740-2745.
• Korkmaz, K. 2008 “Elektrospark Biriktirme Yöntemiyle Mikro Alaşımlı Çeliklerin Tungsten Karbür ile Kaplanması”, Doktora Tezi, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü,
• Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Gebze
• Milligan, J., Heard, D.W., Brochu, M. 2010. “Formation of Nanostructured Weldments in the Al-Si System Using Electrospark Welding”, Applied Surface Science 256, 4009-4016.
• Hong, X., Tan, Y.F., Zhou, C.H., Xu, T., Zhang, Z.W. 2015. “Microstructure and Tribological Properties of Zr-Based Amorphous-Nanocrystalline Coatings Deposited on the Surface of Titanium Alloys by Electrospark Deposition”, Applied Surface Science, 356, 1244-1251.
• Lancaster, F. 1984 “The Physical Properties of Fluids at Elevated Temperatures”, Chapter 2, The Physics of Welding, Pergamon Press, 9-42
• Levashov, E.A., Zamulaeva, E.I., Kudryashov, A.E., Vakaev, P.V., Petrzhik, M.I., Sanz, A. 2007. “Materials Science and Technological Aspects of Electrospark Deposition of Nanostructured WC-Co Coatings onto Titanium Substrates”, Plasma and Processing of Polymers, 4, 293-300
• Srivathsa, B., and Ramakrishnan, N. 1997. “On the Ballistic Performance of Metallic Materials”, Bulletin of Materials Science, 20/1; 111-123, 1997.
• Talaş, Ş. ve Gökçe, B. 2017 “Elektrod Şeklinin EKB Yönteminde Güç Yoğunluğu ve Isı Transferi Şekline Etkisi “ IDEFIS’17, Uluslararası Savunma Sanayii Semposyumu, Kırıkkale, 123-130.
• Talaş, S., Mertgenç, E ve Gökçe, B. 2016. “ESD coating of copper with TiC and TiB2 based ceramic matrix composites”, Materials Science and Engineering, 146, 1-9.
• Topaç, H. 2014 “Çelik Yüzeylerin Elektrospark Alaşımlama Yöntemi Kullanılarak Kromkarbür- Nikelkrom İle Kaplanması”, Yüksek Lisans Tezi, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Gebze
• Uysal, M. 2006 “CrN, TiN Kaplanmış ve Kaplanmamış AISI 304 Paslanmaz Çeliğin Korozyon Özellikleri”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 12-28
• Warnet, L., Reed, P.E. 1999 “Falling Weight Impact Testing Principles”, G. W. Swallowe Ed. “Mechanical Properties and Testing of Polymers”, Springer, Chp 17, pp 66-70
• Wei, X., Chen, Z.G., Zhong, J., Xiang, Y. 2016. “Feasibility of Preparing Mo2FeB2-Based Cermet Coating by Electrospark Deposition on High Speed Steel”, Surface Coating Technology, 296, 58-64.