KUTU VE PLAZMA PASTA BORLANMIŞ 21NiCrMo2 ÇELİĞİNİN YÜZEY KAREKTERİZASYONU

Öz

Bu çalışmada endüstride yatak çeliği olarak kullanılan 21NiCrMo2 çeliği ağırlıkça %100 B2O3, %70 B2O3 +%30 SiC, %70 B2O3 +% 30 B4C, % 30 B2O3 + %70 SiC, %30 B2O3 + %70 B4C pasta karışımları kullanılarakplazma pasta borlanmıştır. Plazma pasta borlama (PPB) işlemi, 700, 750 ve 800 °C de 2, 5 ve 7 saat süresince%70H2 – %30Ar gaz karışımında 10 mbar basınç altında yapılmıştır. Aynı çelik ticari Ekabor II tozuyla aynısıcaklık (700, 750, 800°C) ve sürelerde (2, 5, 7 saat) elektrik resistanslı fırında kutu borlama işlemine tabitutulmuştur. Elde edilen borür tabakalarının, SEM, EDX, X-ışını difraksiyon, mikrosertlik ve mikroyapıözellikleri incelenmiştir. X-ışını difraktometrik analizi sonucunda çeliğin yüzeyinde FeB ve Fe2B tabakalarınınoluştuğu görülmüştür. B2O3 pasta karışımları kullanarak plazma ortamında daha düşük sıcaklık ve sürelerde kutuborlama yöntemine göre daha kalın borür tabakaları elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Plazma pasta borlama, 21NiCrMo2, B2O3, mikrosertlik.

Kaynakça

1. Goeuriot F. P., Thevenot, J., Driver, H., “Surface
2. Treatment of Steels: Boridif, a New Boriding
3. Process”, Thin Solid Films, 78, 67-76, 1981.
4. Bozkurt, N., Bor Yayınımı ile Çeliklerde Yüzey
5. Sertleştirme, Doktora tezi, İstanbul Teknik
6. Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 1984.
7. Ozbek I., Akbulut H., Zeytin S., Bindal C., Ucısık
8. A.H., “The Characterization of Borided %99,5

9. Purity Nickel”, Surface and Coatings
10. Technology, 126:166-170, 2000.
11. Sinha, A.K., 1991, Boriding, ASM Handbook,
12. :437-447.
13. Ozbek, I., Konduk, B. A., Bindal, C., Ucısık,
14. A.H., “Characterization of Borided AISI 316 L
15. Stainless Steel Implant”, Vacuum, 65, 521-525,
16. -
17. Yoon, J. H., Jee, Y. K., Lee, S. Y., “Plasma Paste
18. Boronizing Treatment of the Stainless Steel AISI
19. ”, Surface and Coatings Technology, 112,
20. -75, 1995.
21. Pertek, A., Kukla, M., “Characterization of
22. Complex (B+C) Diffusion Layers Formed on
23. Chromium and Nickel-Based Low Carbon Steel”,
24. Applied Surface Science, 202, 252-260, 2002.
25. Küper A., Qiao, X., Stock, H.R., Mayr, P., “A
26. Novel Approach to Gas Boronizing”, Surface and
27. Coatings Technology, 130, 87-94, 2000.
28. Nam, K. S., Lee, K. H., Lee, S. R., Kwon, S. C.,
29. “A Study on Plasma-Assited Boriding of Steels”,
30. Surface and Coatings Technology, 98, 886-890,
31. -
32. Hunger, H. J., Löbig, G., “Generation of Boride
33. Layers on Steel and Nickel Alloys by Plasma
34. Activation of Boron Trifluoride, Thin Solid
35. Films, 310, 244-250, 1997.
36. Filep, E., Farkas, S., “Kinetics of plasma-assisted
37. boriding”, Surface and Coatings Technology,
38. , 1-6, 2005.
39. Cabeo, E. R., Laudien, G., Biemer, S., Rie, K.-T.,
40. Hoppe, S., “Plasma-Assisted Boriding of
41. Industrial Components in a Pulsed d.c. Glow
42. Discharge”, Surface and Coatings Technology,
43. -119, 229-233, 1999.
44. Bartsch, K., Leonhardt, A., “Formation of Iron
45. Boride Layers on Steel by d.c.-Plasma Boriding
46. and Deposition Processes”, Surface and
47. Coatings Technology, 116-119, 386-390, 1999.
48. Gunes, I., Ulker, U., Taktak, S., “Plasma Paste
49. Boronizing of AISI 8620, 52100 and 440C steels”
50. Materials and Design, Inpress.
51. Kulka, M., Pertek, A., “The Importance of
52. Carbon Content Beneath Ironborides After
53. Boriding Of Chromium and Nickel-based Lowcarbon
54. Steel”, Applied Surface Science, 214,
55. -171, 2003.
56. Tabur, M., İzciler, M., Gul, F., Karacan, I.,
57. “Abrasive Wear Behavior of Boronized AISI
58. Steel”, Wear, 266, 1106-1112, 2009.
59. Oliveria, C. K. N., Casteletti, L. C., Lombardin,
60. A., Totten, G. E., Heck, S. C., “Production and
61. Characterization of Boride Layers on AISI D2
62. Tool Steel”, Vacuum, 84, 792-796, 2010.
63. Lou, D. C., Akselsen, O. M., Solberg, J. K.,
64. Onsoien, M. I., Berget, J., Dahl, N., “Silicon-
65. Boronising of Nimonic 90 Superalloy”, Surface
66. and Coatings Technology, 200, 3582-3589,
67. -
68. Sahin, S., “Effects of Boronizing Process on the
69. Surface Roughness and Dimensions of AISI
70. , AISI 1040 and AISI 2714”, Journal of
71. Materials Processing Technology, 209, 1736-
72. , 2009.
73. Er, U., Par, B., “Wear of Plowshare Components
74. in SAE 950C Steel Surface Hardened by Powder
75. Boriding”, Wear, 261, 251-255, 2006.
76. Meriç, C., Şahin, S. ve Yılmaz, S. S.,
77. “Investigation of The Effect on Boride Layer of
78. Powder Particle Size Used in Boronizing with
79. Solid Boron-Yielding Substances”, Materials
80. Research Bulletin, 35, 2165-2172, 2000.
81. Atik, E., Yunker, U., Meric, C., “The Effects of
82. Conventional Heat Treatment and Boronizing on
83. Abrasive Wear and Corrosion of SAE 1010, SAE
84. , D2 and 304 Steels”, Tribology
85. International, 36, 155-161, 2003.
86. Bejar, M. A., Henríquez, R., “Surface Hardening
87. of Steel by Plasma-Electrolysis Boronizing”,
88. Materials and Design, 30, 1726-1728, 2009.
89. Chen, X. J., Yu, L. G., Khor, K. A., Sundararajan,
90. G., “The Effect of Boron-Pack Refreshment on
91. the Boriding of Mild Steel by the Spark Plasma
92. Sintering (SPS) Process”, Surface and Coatings
93. Technology, 202, 2830-2836, 2008.
94. Yu, L. G., Chen, X. J., Khor, K. A., Sundararajan,
95. G., “FeB/Fe2B Phase Transformation During SPS
96. Pack-Boriding: Boride Layer Growth Kinetics”,
97. Acta Materialia, 53, 2361-2368, 2005.
98. Bindal, C., Ticari Karbon Çelikleri ve Düşük
99. Alaşımlı Çeliklerin Yüzeyine Borlamayla
100. Seramik Kompozit Kaplama ve Bazı Malzeme
101. Özelliklerine Etkileri, Doktora Tezi, İstanbul
102. Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,
103. İstanbul, 1991.
104. Sen, S., Ozbek, I., Sen, U., Bindal, C.,
105. “Mechanical Behavior of Borides Formed on
106. Borided Cold Work Tool Steel”, Surface and
107. Coatings Technology, 135, 173-177, 2001.
108. Ozbek, I., Bindal, C., “Mechanical Properties of
109. Boronized AISI W4 Steel”, Surface and
110. Coatings Technology, 154, 14-20, 2002.
111. Sen, S., Sen, U., Bindal, C., “The Growth Kinetics
112. of Borides Formed on Boronized AISI 4140
113. Steel”, Vacuum, 77, 195-202, 2005.
114. Culha, O., Toparli, M., Sahin, S., Aksoy, T.,
115. “Characterization and Determination of FexB
116. Layers’ Mechanical Properties”, Journal of
117. Materials Processing Technology, 206, 231-
118. , 2008.
119. Sahin, S., Meriç, C., Saritas, S., “Production of
120. Ferroboron Powders by Solid Boronizing
121. Method”, Advanced Powder Technology, 21,
122. -487, 2010.
123. Baştürk, S., Erten, M., “Borlama ile Yüzey
124. Sertleştirme Çalışmaları”, Mühendis Makine
125. Dergisi, Cilt 47, Sayı 563, 2006.
126. Çelebi, F. G., 31CrMoV9 ve 34CrAlNi7
127. Çeliklerinin Borlama Kinetiklerinin
128. İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya
129. Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya,
130. -
131. Şen, Ş., Termokimyasal Borlama İşlemi ile
132. AISI 5140, AISI 4140 ve AISI 4340
133. Çeliklerinin Yüzey Performanslarının
134. Geliştirilmesi, Doktora Tezi, Sakarya
135. Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya,
136. -
137. Bindal, C., Üçışık, A. H., “Characterization of
138. Boriding of 0.3% C, 0.02% P Plain Carbon
139. Steel”, Vacuum, 82, 90-94, 2008.
140. Ozdemir, Ö., Omar, M. A., Usta, M., Zeytin, S.,
141. Bindal, C., Ücisik, A. H., “An Investigation on
142. Boriding Kinetics of AISI 316 Stainless Steel”,
143. Vacuum, 83, 175-179, 2008.