Araştırma Makalesi

ZrN İnce Film Kaplamasının 1.2379 Soğuk İş Takım Çeliğindeki Aşınma Özelliğine Etkisinin İncelenmesi

Sayı: 36 31 Mayıs 2022
PDF İndir
TR EN

ZrN İnce Film Kaplamasının 1.2379 Soğuk İş Takım Çeliğindeki Aşınma Özelliğine Etkisinin İncelenmesi

Öz

Bu çalışmada katodik ark buharlaştırma yöntemi kullanılarak üretilen ZrN kaplamaların morfolojik, yapısal, sertlik ve sürtünme-aşınma özellikleri incelenmiştir. Kaplama işlemi için endüstride soğuk iş takım çeliği olarak sıklıkla kullanılan 1.2379 (AISI D2), taban malzeme olarak seçilmiştir. Üretilen ZrN kaplamasının yüzey özellikleri optik mikroskop ile tespit edilmiştir. Kaplamada oluşan fazlar ve yönlenmeler X-Işını difraksiyonu kullanılarak analiz edilmiştir. Hem taban hem de kaplanmış malzemenin sertlikleri Vickers tipi mikrosertlik cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Aşınma deneyleri ise bilye-disk tipi aşınma test cihazında 2 N sabit yük altında 2500 ve 5000 çevrimlerde Al2O3 aşındırıcı yüzey kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Oluşan aşınma oranları, aşınma izlerinin optik profilometre incelemeleri neticesinde belirlenmiştir. Aşınma mekanizmaları ise, oluşan aşınma izlerinin SEM’den elde edilen görüntüleri vasıtasıyla karakterize edilmiştir. ZrN kaplamada, NaCl tipi kübik kristal kafese sahip ZrN (111) fazının baskın yoğunlukta olduğu görülmüştür. ZrN kaplamasının sertliği yaklaşık 1882 HV0,01 değerinde olduğu ve taban malzemenin sertliği 448 HV0,01 değerinde olduğu görülmüştür. Bu durumda ZrN kaplanmış malzemenin sertlik değerinin taban malzemeye nazaran yaklaşık %300 daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Her iki çevrimde ZrN kaplamanın aşınma performansı taban malzemeye göre daha yüksek olduğu görülmüştür. İşlemsiz malzemede baskın aşınma mekanizması plastik deformasyon ve adezif aşınma iken, ZrN kaplanmış malzemede pullanma kaynaklı soyulmaların baskın mekanizma olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Javari, A., Dehgani, K., Bahaaddini, K., Hataie, A. B., Experimental comparison of abrasive and erosive wear characteristics of four wear-resistant steels, Wear. 416-417: 14-26, (2018).
  2. Yang, Y., Huang, L., Shi, Y., Adhesion suppresses atomic wear in single-asperity sliding, Wear. 352-353: 31-41, (2016).
  3. Hacısalihoglu, I., Kaya, G., Ergüder, O. T., Mandev, E., Manay, E., Yıldız, F. Tribological and thermal properties of plasma nitrided Ti45Nb alloy, Surf. and Inter. 22: 100893, (2021).
  4. Fernandez-Valdes, D., Meneses-Amador, A., Lopez-Lievano, A., Ocampa-Ramirez, A., Sliding wear analysis in borided AISI 316L steels, Mater. Lett. 285: 129138, (2021).
  5. Azim, S., Gangopadhyay, S., Mahapatra, S. S., Mittal, R. K., Singh, R. K., Role of PVD coating on wear and surface integrity during environment-friendly micro-drilling of Ni-based superalloy, J. Cleaner Prod. 272: 122741, (2020).
  6. Chowdhury, M. S. I., Bose, B., Yamamoto, K., Shuster, L. S., Paiva, J., Fox-Rabinovich, G. S., Veldhuis, S. C., Wear performance investigation of PVD coated and uncoated carbide tools during high-speed machining of TiAl6V4 aerospace alloy, Wear. 446-447: 203168, (2020).
  7. Sert, Y., Küçükömeroğlu, T., Ghahramanzadeh Asl, H. The Effect of Al and Ti Transition Metals on the Wear Resistance of Ceramic Based CrN Coatings; Investigation under Ambient Air and Vacuum Conditions, Proc. Inst. Mech. Eng., Part L: J. Mater: Design and App. 236: 455-472, (2022).
  8. Movassagh-Alanagh, F., Mahdavi, M., Improving wear and corrosion resistance of AISI 304 stainless steel by a multilayered nanocomposite Ti/TiN/TiSiN coating, Surf. and Inter. 18: 100428, (2020).

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Mayıs 2022

Gönderilme Tarihi

22 Mart 2022

Kabul Tarihi

11 Nisan 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2022 Sayı: 36

Kaynak Göster

APA
Sert, Y., Kahramanzade, H., & Küçükömeroğlu, T. (2022). ZrN İnce Film Kaplamasının 1.2379 Soğuk İş Takım Çeliğindeki Aşınma Özelliğine Etkisinin İncelenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 36, 1-5. https://doi.org/10.31590/ejosat.1091504

Cited By