Borlanmış Sementasyon Çeliğinin Tribolojik Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada farklı B₂O₃/SiC/B₄C pasta karışımlarında plazma pasta borlanmış sementasyon çeliğinin yüksek yük altındaki aşınma davranışları inceleniştir. Plazma borlama işlemi vakum altında 10 mbar işlem basıncında, H₂ ve Ar gazları kullanılarak 700, 750 ve 800C’de 5 saat süresince gerçekleştirilmiştir. Aşınma deneylerinde Plint Firması’nın “TE 53SLIM çok-amaçlı sürtünme ve aşınma test cihazı” pin-on-ring sisteminde gerçekleştirilmiştir. Deneyler 70 N yük altında, sabit kayma hızında (yaklaşık 0,3 m/s), 500 metre mesafe boyunca ve oda sıcaklığında yapılmıştır. Aşınma sonrasında numunelerin yüzey pürüzlülüğü, sürtünme katsayısı, aşınma iz derinliği, aşınma ağırlık kayıpları, aşınma hızları araştırılmıştır. Aşınma sonucunda farklı B₂O₃/SiC/B₄C pasta karışımlarında plazma pasta borlanmış sementasyon çeliğinin aşınmaya karşı direncinin her bir pasta karışımında farklılık gösterdiği tespit edilmiştir. 

Keywords

• Borlama,Çelik,Yüzey Pürüzlülüğü,Sürtünme Katsayısı

Investigation of the Tribological Properties of Boronized Cementation Steel

Abstract

In this study, plasma paste was boronized in different B₂O₃/SiC/B₄C paste mixtures the tribological behaviors of Cementation steel under high load were investigated. Plasma paste boriding was carried out under vacuum at 10 mbar process pressure, using H₂ and Ar gases for 5 hours at 700, 750 and 800C.  The wear tests were carried out on Plint's "TE 53SLIM multi-purpose friction and wear tester" pin-on-ring system. The tests were carried out under a load of 70 N, at a constant sliding speed (approximately 0.3 m / s), at a distance of 500 m and at room temperature. Surface roughness, friction coefficient, wear trace depth, wear weight losses, wear rates were investigated after the abrasion tests. It has been found that the abrasion resistance of the Cementation steel sheet, which is plasma paste borided in different B₂O₃/SiC/B₄C paste blends, differs in each paste mix.

Keywords

• Boriding; steel; surface roughness,friction coefficient; wear

References

1. [1] Bozkurt, N., 1984, Bor yayınımı ile çeliklerde yüzey sertleştirme, Doktora tezi, İTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü.
2. [2] Özbek, İ., Bindal, C., Mechanical properties of boronized AISI W4 steel, Surface and Coatings Technology, 2002, vol.154, pp.14-20.
3. [3] Özdemir, Ö., Usta M., Bindal C., Üçışık A.H., Hard Iron Boride (Fe2B) on 99.97 wt% Pure Iron, Vacuum, 2006, vol. 80, pp.1391-95.
4. [4] Yoon, J. H., Jee, Y. K., Lee, S. Y., Plasma Paste Boronizing Treatment of the Stainless Steel AISI 304, Surface and Coatings Technology, 1999, vol.112, pp.71-75.
5. [5] Nam, K.S., Lee K.H., Lee D.Y., Song Y.S., Metal surface modification by plasma boronizing in a two-temperature-stage Process, Surface&Coatings Technology, 2005, vol.197, pp.51-55.
6. [6] Gunes, I., Wear Behavior of Plasma Paste Boronized of AISI 8620 Steel with Borax and B2O3 Paste Mixtures, J. Mater. Sci. Technol., 2013, vol. 29, 662–668.
7. [7] Gunes, I., Yıldız I., Rate of growth of boride layers on steels, Oxidation Communications, 2015, vol. 38(4A), 2189-2198
8. [8] Savaş, S., 2004, “PVD Metodu ile TiN Kaplanmış S 6-5-2 Yüksek Hız Çeliğinin Aşınma Davranışlarının İncelenmesi” Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri.

9. [9] Meriç, C., Şahin, S., Backir, B., Köksal, N.S., 2006, “Investigation of the boronizing effect on the abrasive wear behaviour in cast irons”, Mater. Des. Vol. 27, pp. 751-757.
10. [10] Tabur, M., İzciler, M., Gül, F., Karacan, İ., Abrasive wear behavior of boronized AISI 8620 steel, Wear, 2009, vol. 266, pp.1106-1112
11. [11] Ulutan, M., Çelik, O.N., Gasan, H., Er, U., 2010, “Effect of different surface treatment methods on the friction and wear behavior of AISI 4140 steel”, J. Mater. Sci. Technol., Vol.26(3), pp.251-257.