AISI 316-L paslanmaz çeliğin yüzey işlemlerinde termo-kimyasal elektrolitik plazma teknolojisinin uygulanması

Yıl 2022, , 89 - 106, 10.11.2021

Levent Cenk Kumruoğlu , Ahmet Ozel

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.873709

Öz

Yüzey özelliklerinin iyileştirilmesinde elektrolit olarak ara-yer elementlerinin kimyasal bağlı olduğu bileşikler saf su içinde çözündürülerek kullanılmıştır. Elektrolitler suda çözünebilen N (azot) ve C (karbon) gibi ara-yer element içeren inorganik tuzlardan seçilmiştir. 3 farklı elektrolit oluşturulmuştur. Birinci elektrolit H2N-CO-NH2, ikincisi NH4NO3 esaslı olarak seçilmiştir. Elektrolit/316 L ara yüzeyinde 300V ve daha yüksek gerilim uygulanarak yüksek enerjili plazma oluşturulmuştur. Yüksek enerjili plazma içinde iyonize olan N ve C elementleri 316L yüzeyine difüze olmuştur. Elektrolitik plazma difüzyon işlemleri, farklı çözeltiler kullanılarak 316 L paslanmaz çelik altlık için gerçekleştirilmiştir. Plazma difüzyon süresi 5 saniye ile 30 dakika arasında seçilmiştir. İşlemler sonucunda yüzeylerin N, C ve O içeren fazlardan oluştuğu, artan süreye bağlı olarak difüzyon mesafesinin ve sertliğin arttığı gözlenmiştir

Anahtar Kelimeler

Elektrolitik Plazma,, Yüzey işlemleri, Sertlik, Difüzyon, Nitrasyon

Kaynakça

• 1. “W. Gräfen, B. Edenhofer, Surface & Coatings Technology 200 (2005) 1830–1836” (n.d.).
• 2. “Heat Treating, Volume 4 of the ASM Handbook” (n.d.).
• 3. “M. Aliofkhazrae, A. S. Rouhaghdam, T. Shahrabi , Journal of Alloys and Compounds 460 (2008) 614–618” (n.d.).
• 4. “A.L. Yerokhin et al. Surface and Coatings Technology, Volume 122, Issues 2-3, 15 December 1999, Pages 73-93” (n.d.).
• 5. “T. Paulmier, J.M. Bell, P.M. Fredericks, Thin Solid Films 515 (2007) 2926–2934” (n.d.).
• 6. “M. Yaghmazadeh, C. Dehghanian, Plasma Process. Polym. 2009, 6, S168–S172” (n.d.).
• 7. “L. C. Kumruoğlu, A. Özel, Materials and Manufacturing Processes, Volume 25, Issue 9 September 2010, pages 923 – 931” (n.d.).
• 8. “M. Tarakci, K. Korkmaz, Y. Gencer, M. Usta, Surface and Coatings Technology, Volume 199, Issues 2-3, 22 September 2005, Pages 205-212” (n.d.).
• 9. “S.F. Luk, T.P. Leung, W.S. Miu, and I. Pashby, Materials Characterization 42 65–71 (1999)” (n.d.).
• 10. Levent Cenk Kumruoğlu, “Elektrolitik plazma teknolojisi ile çeliklere uygulanan yüzey modifikasyon işlemleri”, Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı (2012).
• 11. Kumruoglu*, L. C., “Improvement of Surface Properties of Pure Iron Modified by Novel Plasma Electrolytic Oxy-Carburising Technique”, JOURNAL OF MATERIALS AND ELECTRONIC DEVICES, 1(1), pp. 32–44 (2020).
• 12. Mukhacheva, T. L., Belkin, P. N., Dyakov, I. G., and Kusmanov, S. A., “Wear mechanism of medium carbon steel after its plasma electrolytic nitrocarburising”, Wear, 462–463, p. 203516 (2020).
• 13. Kusmanov, S. A., Silkin, S. A., and Belkin, P. N., “Effect of Plasma-Electrolytic Polishing on the Corrosion Resistance of Structural Steels after Their Anodic Saturation with Nitrogen, Boron, and Carbon”, Russ J Electrochem, 56(4), pp. 356–364 (2020).
• 14. Shen, D.-J., Wang, Y.-L., Nash, P., and Xing, G.-Z., “A novel method of surface modification for steel by plasma electrolysis carbonitriding”, Materials Science and Engineering: A, 458(1), pp. 240–243 (2007).
• 15. “E.I. Meletis, X. Nie, F.L. Wang, J.C. Jiang, Surface and Coatings Technology 150 (2002) 246–256” (n.d.).
• 16. “Y. Wang et al. Surface & Coatings Technology 204 (2010) 1685–1688” (n.d.).
• 17. “X. Nie et al. Surface and Coatings Technology 139-2001.135142” (n.d.).
• 18. Meletis, E. I., Nie, X., Wang, F. L., and Jiang, J. C., “Electrolytic plasma processing for cleaning and metal-coating of steel surfaces”, Surface and Coatings Technology, 150(2), pp. 246–256 (2002).
• 19. “H. Kato, M Sasase, N. Suiya, Tribology International43 (2010)925–928” (n.d.).
• 20. Cao, X., Prozorov, R., Koltypin, Y., Kataby, G., Felner, I., and Gedanken, A., “Synthesis of pure amorphous Fe2O3”, Journal of Materials Research, 12(2), pp. 402–406 (1997).
• 21. BELKIN P.N., and PASINKOV E.A., “Heat treatment and case hardening of steel subjected to heat in electrolyte solutions”, (4), pp. 12–17 (1989).
• 22. Taheri, P. and Dehghanian, C., “A Phenomenological Model of Nanocrystalline Coating Production Using the Plasma Electrolytic Saturation (PES) Technique”, p. 5 (n.d.). 23. Yu, J., Han, Y., Li, Y., Gao, P., and Li, W., “Mechanism and Kinetics of the Reduction of Hematite to Magnetite with CO–CO2 in a Micro-Fluidized Bed”, Minerals, 7(11), p. 209 (2017).
• 24. Yerokhin, A. L., Nie, X., Leyland, A., Matthews, A., and Dowey, S. J., “Plasma electrolysis for surface engineering”, Surface and Coatings Technology, 122(2), pp. 73–93 (1999).
• 25. “The characterization of cathodic plasma electrolysis of tungsten by means of optical emission spectroscopy techniques - IOPscience”, https://iopscience.iop.org/article/10.1209/0295-5075/110/48004.
• 26. “K. Marušić, H. Otmačić , D. Landek, F. Cajner , E. Stupnišek-Lisac, Surface & Coatings Technology 201 (2006) 3415–3421” (n.d.).
• 27. Gupta, P., Tenhundfeld, G., Daigle, E. O., and Ryabkov, D., “Electrolytic plasma technology: Science and engineering—An overview”, Surface and Coatings Technology, 201(21), pp. 8746–8760 (2007).
• 28. Tyulyapin, A. N., Tyurin, Yu. N., Traino, A. I., and Yusupov, V. S., “Electrolyte-plasma hardening of circular saws”, Met Sci Heat Treat, 40(1), pp. 11–13 (1998).
• 29. Mahzoon, F., Behgozin, S. A., Kazerooni, N. A., and Bahrololoom, M. E., “STUDY THE WEAR MECHANISM OF A PLASMA ELECTROLYTIC NITROCARBURISED (PEN/C) 316L AUSTENITIC STAINLESS STEEL”, 10(3), p. 5 (2013).
• 30. Mukhacheva, T. L., Belkin, P. N., Burov, S. V., Dyakov, I. G., Silkin, S. A., and Kusmanov, S. A., “Increasing wear resistance of austenitic stainless steel by anodic plasma electrolytic nitrocarburising”, Journal of Physics, p. 6 (2020).