PTA Yöntemi kullanılarak FeCrC, FeB ve FeW Alaşımlarıyla Kaplanan AISI 1020 Çeliğinin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması

Öz

Bu çalışmada, AISI 1020 çeliğinin yüzeyi plazma transfer ark (PTA) kaplama yöntemi ile FeCrC, FeB ve FeW ferro alaşım tozları kullanılarak kaplanmıştır. Ferro alaşım tozları ağırlıkça %80 FeW, %10 FeB ve %10 FeCrC olarak karıştırılmış ve AISI 1020 çeliğinin yüzeyi iki farklı akım (120A, 160A) ve iki farklı ilerleme hızında (0.15 m/dk, 0.1 m/dk) kaplanmıştır. Elde edilen numunelerin mikroyapısı optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını kırınımı (XRD), dalga boyu dağılımlı X-ışını (WDX) ve enerji dağılımlı X- ışınları (EDS) yöntemleriyle analiz edilmiştir. Kaplamaların mekanik özelliklerinin belirlenmesi için ise mikro sertlik testi ve pin-on-disk aşınma testinden faydalanılmıştır. Aşınma testleri 19.62 N, 39.24 N ve 58.86 N yükte ve 900 m kayma mesafesinde gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak kaplama tabakalarının çoğunlukla M7C3 (M=Fe, Cr, W) ve M23C6 (M=Fe, Cr, W) karbürlerinden oluştuğu, yüksek ısı girdisi ve düşük hızla kaplanan numunenin mikroyapısının dentritik olduğu görülmüştür. Maksimum mikrosertlik değeri 1668 HV0,2 ve en yüksek ortalama sertlik değeri de 1063 HV0,2 olarak ölçülmüştür. Fe-Cr-W-B-C ile yüzeyi kaplanmış AISI 1020’ nin aşınma direncinin kaplanmamış AISI 1020’ ye oranla daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• PTA, Fe-Cr-W-B-C Kaplama, Mikroyapı, Mikrosertlik, Aşınma

Investigation of Microstructure and Mechanical Properties of FeCrC, FeB and FeW Alloys Coated AISI 1020 Steel Using PTA Method

Öz

In this study, surface of AISI 1020 steel was coated by using FeCrC, FeB and FeW ferro alloy powders with plasma transferred arc (PTA) coating method. Ferro alloy powders were blended in chemical composition of (wt.%) 80FeCrC -10FeW-10FeB and AISI 1020 steel surface was coated at two different currents (120A, 160A) and two different travelling speeds (0.1 m/min, 0.15 m/min). The microstructure of the obtained samples were analyzed with optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), wave length dispersive X-ray (WDX) and energy dispersive X-ray (EDS) methods. Microhardness test and pinon-disc test was utilized for determining the mechanical properties of the coating. Wear tests were performed at 19.62 N, 39.24 N and 58.86 N load and the sliding distance of 900 m. The results indicate that the coating layers consists of mainly M7C3 (M=Fe, Cr, W) and M23C6 (M=Fe, Cr, W) carbides and the microstructure of the sample, which was coated with high heat input and low travelling speed is dendritic. The maximum microhardness was measured 1668 HV0,2 and the highest average hardness was measured 1063 HV0,2. Wear resistance of the coated AISI 1020 surface with Fe-Cr-W-B-C was determined higher than the uncoated AISI 1020.

Anahtar Kelimeler

• PTA, Fe-Cr-W-B-C Coating, Microstructure, Microhardness, Wear