ION NITRIDING AND THE INFLUENCE OF THE PROPERTIES OF THE STEEL
Abstract
The nitriding performed to change the chemical composition of the surface is the method of a thermochemical surface hardening. Fine, hard nitrided case consist of two zones at the surface; The outer one white layer (compound layer), the inner one diffusion layer. The nitriding methods are determined at three groups as gas, salt and ion nitriding. Gas nitriding process is performed using ammonia. The nitrogen decompositing from the ammonia gas reacts with the iron and the alloy elements of the steel and nitrides that ensure have fine grain. Salt nitriding is performed at the salt bath that consists of NaCN. Part of the nitrogen and carbon of the siyanide is diffused to the steel. The structure consists not only of nitride but also ?-carbonitride. A gas mixture of nitrogen and hidrogen is usually used in the ion nitriding process. The nitrogen reacts with the iron and alloy elements of the steel and nitrides that ensure hardening exist. In this study, X40CrMoV51 hot work tool steel is used. First, the quenching and tempering, later the ion nitriding is performed to the steel. Then, hardness values and X-ray diffraction analyses of these steels are determined. It is found that the surface hardness of ion nitrided steel is approximately twice higher than that of quenched and tempered steel.
Keywords
İYON NİTRÜRLEME VE ÇELİĞİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ
Öz
Yüzeyin kimyasal bileşimini değiştirerek yapılan nitrürleme, termokimyasal bir yüzey sertleştirme yöntemidir. Yüzeyde ince, sert bir nitrür tabakası oluşur. Bu tabaka, iki kısımdan oluşur. Dıştaki tabakaya beyaz tabaka (bileşik tabaka), içtekine ise difüzyon tabakası denir. Nitrürleme yöntemleri, gaz, sıvı ve iyon nitrürleme olmak üzere üç grupta incelenir. Gaz nitrürleme işlemi amonyak kullanılarak yapılır. Amonyak gazından ayrışan azotun çeliğin demir ve alaşım elementleri ile reaksiyona girerek oluşturduğu nitrürler ince tanelidir. Sıvı nitrürleme, NaCN içeren tuz banyolarında yapılır. Siyanürdeki (CN) azot ve karbonun bir kısmı çeliğe yayınır. Yapıda nitrürlerden başka ?-karbonitrürü vardır. İyon nitrürlemede azot ve genellikle hidrojen gibi bir gaz karışımıkullanılır. Azot, çeliğin demir ve alaşım elemanları ile reaksiyona girer ve sertleşmeyi sağlayan nitrürler oluşur.Bu çalışmada, X40CrMoV51 sıcak iş takım çeliği kullanılmıştır. Çeliğe önce su verme ve temperleme, sonra iyon nitrürleme yapılmıştır. Daha sonra, bu çeliklerin sertlik değerleri ile X-ışını difraksiyon analizleri incelenmiştir. İyon nitrürlenmiş çeliğin yüzey sertliğinin, yalnızca su verilmiş ve temperlenmiş çeliğinkinden yaklaşık olarak iki kat daha fazla olduğu saptanmıştır.
Anahtar Kelimeler
