Atomik olarak eşit miktarda demir ve krom içeren Fe-Cr ikili alaşımın borlanması

Abstract

Bu çalışmada, kontrollü atmosferde eşit miktarda demir ve krom içeren sentetik Fe-Cr ikili alaşımı hazırlanmıştır. Hazırlanan bu Fe-Cr numuneler kutu borlama yöntemi ile 800 °C, 900 °C ve 1000 °C’de 6 sa. süre ile kaplanmıştır. Oluşturulan kaplamanın kimyasal ve faz içeriği, mikroyapısı, kaplama kalınlığının sertliği; X-ray kırınımı, optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu, mikrosertlik cihazı ile karakterize edilmiştir. Her üç sıcaklıkta da kaplama tabakasının altlık malzemeye mükemmel yapıştığı ve borür tabakanın Fe₂B ve CrB fazlarından oluştuğu tespit edilmiştir. Borür tabaka düz bir morfoloji de olup sıcaklığın artmasıyla CrB fazının ağırlıklı bulunduğu iğnemsi çökeltilerden oluşan bir geçiş bölgesi oluşmuş ve sıcaklıkl artışına bağlı olarak Bu çökeltilerin miktarı artmıştır. Borlama sıcaklığı ile yoğun borür kaplama kalınlığı artmıştır. Borür tabaka sertliği ise sıcaklıktan bağımsız olarak 2500 ile 3500 HV arasında bulunmuştur.

Keywords

• Fe-Cr alaşımı,Kutu borlama,Demir borür,Krom borür,Sertlik

Boronizing of equiatomic Fe-Cr binary alloy

Abstract

In this study, equiatomic Fe and Cr binary alloy was prepared under controlled atmosphere. The Fe-Cr alloy was coated with pack boriding method for the duration of 6 h at 800 °C, 900 °C and 1000 °C. Chemical and phase content, microstructure, hardness of the formed boride layer were studied by using XRD, SEM-EDS, microhardness measurement device. Perfect adhesion of coating to substrate and formation of compact boride layer composed of Fe₂B and CrB phases on the substrate were observed.  The increase of temperature resulted in formation of transition zone with CrB precipitates whose amount increased with temperature. The treatment temperature resulted in increasing of main boride coating thickness. Boride layer hardness was changed between 2500 HV and 3500 HV independent from boronizing temperature.

Keywords

• Fe-Cr alloy,Pack boriding,Iron boride,Chromium boride,Hardness

References

1. Sinha AK. “Boriding (Boronizing)”. ASM Handbook, 417, 1991.
2. Gencer Y. “Influence of manganese on pack boriding behaviour of pure iron”. Surface Engineering, 27(8), 634-638, 2011.
3. Gencer Y, Tarakci M, Calik A. “Effect of titanium on the boronizing behaviour of pure iron”. Surface & Coatings Technology, 203(1-2), 9-14, 2008.
4. Azakli Y, Cengiz S, Tarakci M, Gencer Y. “Characterisation of boride layer formed on Fe-Mo binary Alloys”. Surface Engineering, 32(8), 589-595, 2016.
5. Gunduz KO, Gencer Y, Tarakci M, Calik A. “The effect of vanadium on the boronizing properties of pure iron”. Surface & Coatings Technology, 221, 104-110, 2013.
6. Azakli Y, Tarakci M. “Microstructural characterisation of borided binary Fe-W alloys”. Surface Engineering, doi:10.1080/02670844.2016.1263712.
7. Ozbek I, Bindal C. “Kinetics of borided AISI M2 high speed steel”. Vacuum, 86(4), 391-397, 2011.
8. Gunes I, Ulker S, Taktak S. “Plasma paste boronizing of AISI 8620, 52100 and 440C steels”. Materials & Design, 32(4), 2380-2386, 2011.

9. Tarakci M, Gencer Y, Azakli Y, Sahinturk, U. “Surface modification of Fe-8Si alloy by boronizing and its characterization”. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 28(3), 645-655, 2013.
10. Brakman CM, Gommers AWJ, Mittemeijer EJ. “Boriding of Fe and Fe-C, Fe-Cr, and Fe-Ni alloys; boride-layer growth Kinetics”. Journal of Materials Research, 4(6), 1354-1370, 1989.
11. Carbucicchio M, Palombarini G. “Effects of alloying elements on the growth of iron boride coatings”. Journal of Materials Science Letters, 6(10), 1147-1149, 1987.
12. Dybkov VI, Sidorko VR, Khoruzha VG, Samelyuk AV, Goncharuk LV. “Interaction of 25% chromium steel with boron powder”. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 50(7-8), 564-571, 2011.
13. Dybkov VI, Goncharuk LV, Khoruzha VG, Samelyuk AV, Sidorko VR. “Growth kinetics and abrasive wear resistance of boride layers on Fe-15Cr alloy”. Materials Science and Technology, 27(10), 1502-1512, 2011.
14. Dybkov VI. “Thermochemical Boriding of Fe-5% Cr Alloy”. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 54(11-12), 652-664, 2016.
15. Dybkov VI, Sidorko VR. Goncharuk LV, Khoruzha VG, Samelyuk AV. “Microstructure, growth kinetics, and abrasive wear resistance of boride layers on fe-30% cr alloy”. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 51(9-10), 518-530, 2013.
16. Dybkov VI, Lengauer W, Gas P. “Formation of Boride Layers at the Fe-25% Cr Alloy-Boron Interface”.Journal of Materials Science, 41(15), 4948-4960, 2006