Kontrollü Atmosferde Üretilmiş Fe-Co İkili Alaşımlarının Borlanması ve Karakterizasyonu

Yıl 2017, Cilt: 20 Sayı: 3, 681 - 688, 15.09.2017

Yücel Gençer Mehmet Tarakçı

Öz

Bu
çalışma, altlıktaki Co miktarının Fe-Co alaşımının borlama davranışına etkisini
belirlemek amacıyla yapılmıştır. 
Öncelikle, vakum/argon altında ikili Fe-Co (% atomik 1, 2, 4, 8, 12, 16
Co) alaşımları hazırlanmıştır.  Bu Fe-Co
alaşımları saf Fe ile birlikte kutu borlama yöntemiyle 1100°C’de 3 saat süre ile borlanmıştır. Oluşturulan borür
tabakanın mikroyapısı, faz bileşimi, kalınlığına bağlı sertliği, borür
tabakanın kimyasal bileşimi ve yüzey morfolojisi; X-ray kırınımı, taramalı
elektron mikroskobu, sertlik cihazı ve profilometre ile karakterize
edilmiştir.  Tüm alaşımların yüzeyinde
testere dişli bir borür tabakasının oluştuğu ve testere dişli morfolojinin Co
miktarı ile değişmediği görülmüştür. 
Borür tabakanın FeB ve Fe₂B fazlarından oluştuğu, bu fazların
varlığı ve miktarı altlıktaki Co miktarına bağlı olmadığı, ancak borür tabakada
homojen şekilde dağılmış kobaltın varlığı tespit edilmiştir.  Borür tabaka kalınlığı ve yüzey pürüzlülüğü
altlıktaki Co miktarı ile değişmemiştir. Tüm Fe-Co alaşımları yüzeyinde oluşan
borür tabaka sertlik değerlerinin (1450 HV -
2200 HV), saf Fe üzerindeki borür tabakanın sertlik
değerinde olduğu ve borür tabaka kalınlığı boyunca sabit kaldığı görülmüştür.  

Anahtar Kelimeler

Kutu borlama, demir borür, fe-co alaşımı, sertlik, takım çelikleri

Kaynakça

• 1. Şen Ş., Termokimyasal Borlama İşlemiyle AISI 5140, AISI 4140 ve AISI 4340 Çeliklerinin Yüzey Performanslarının Geliştirilmesi, Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 8-15, (1998).
• 2. Persson A., Hogmark S. and Bergstrom J., "Thermal fatigue cracking of surface engineered hot work tool steels", Surface and Coating Technology, 191(2-3): 216-227, (2005).
• 3. Celikkan H., Ozturk M.K., Aydin H. and Aksu M.L., "Boriding titanium alloys at lower temperatures using electrochemical methods", Thin Solid Films, 515(13): 5348-5352, (2007).
• 4. Pfohl C., Bulak A. and Rie K.T., "Development of titanium diboride coatings deposited by PACVD", Surface and Coating Technology, 131(1-3): 141-146, (2000).
• 5. Hofsass H., Eyhusen S. and Ronning C., "On the mechanisms of cubic boron nitride film growth", Diamond and Related Materials, 13(4-8): 1103-1110, (2004).
• 6. Kholin A.S., "Phase composition and crack resistance of alloy boride layers on steel", Metal Science and Heat Treatment, 41(3-4): 159-161,(1999).
• 7. Riofano R.M.M., L.C. Casteletti, L.C.F. Canale, G.E. Totten, "Improved wear resistance of P/M tool steel alloy with different vanadium contents after ion nitriding", Wear, 265(1-2): 57-64, (2008).
• 8. Mu D., Yang C., Shen B.L. and Jiang H., "Oxidation resistance of borided pure cobalt", Journal of Alloys and Compound, 479(1-2): 629-633, (2009).
• 9. Gunes I., Ulker S. and Taktak S., "Plasma paste boronizing of AISI 8620, 52100 and 440C steels", Material & Design, 32(4): 2380-2386, (2011).
• 10. Sinha A.K., Boriding(Boronizing), (1991).
• 11. Atik E., Yunker U. and Meric C., "The effects of conventional heat treatment and boronizing on abrasive wear and corrosion of SAE 1010, SAE 1040, D2 and 304 steels", Tribology International, 36(3): 155-161, (2003).
• 12. Tarakci M., Gencer Y. and Calik A., "The pack-boronizing of pure vanadium under a controlled atmosphere", Applied Surface Science, 256(24): 7612-7618, (2010).
• 13. Podgornik B., Hogmark S., Sandberg O., Leskovsek V., "Wear resistance and anti-sticking properties of duplex treated forming tool steel", Wear, 254(11):1113-1121,(2003).
• 14. Ozbek I. and Bindal C., "Mechanical properties of boronized AISI w4 steel", Surface and Coating Technology, 154(1): 14-20, (2002).
• 15. Calik A., Sahin O. and Ucar N., "Mechanical Properties of Boronized AISI 316, AISI 1040, AISI 1045 and AISI 4140 Steels", Acta Physica Polonica A, 115(3): 694-698, (2009).
• 16. Tarakci M., Gencer Y., Azakli Y. and Sahinturk U., "Surface Modification Of Fe-8si Alloy By Boronizing And Its Characterization", Journal of the Faculty of Engineering and Architecture Gazi, 28(3): 645-655, (2013).
• 17. Gunduz K.O., Gencer Y., Tarakci M. and Calik A., "The effect of vanadium on the boronizing properties of pure iron", Surface and Coating Technology, 221: 104-110, (2013).
• 18. Gencer Y., "Influence of manganese on pack boriding behaviour of pure iron", Surface Engineering, 27(8): 634-638, (2011).
• 19. Calik A., Gencer Y., Tarakci M., Gunduz K.O. and Gulec A.E., "Bonding of Equiatomic Fe-Mn Binary Alloy", Acta Physica Polonica A, 123(2): 449-452, (2013).
• 20. Gencer Y., Tarakci M. and Calik A., "Effect of titanium on the boronizing behaviour of pure iron", Surface and Coating Technology, 203(1-2): 9-14, (2008).
• 21. Carbucicchio M. and Palombarini G., "Effects of Alloying Elements on the Growth of Iron Boride Coatings", Journal of Materials Science Letters, 6(10): 1147-1149, (1987).
• 22. Brakman C.M., Gommers A.W.J. and Mittemeijer E.J., "Boriding of Fe and Fe-C, Fe-Cr, and Fe-Ni Alloys - Boride-Layer Growth-Kinetics", Journal Materials Research, 4(6): 1354-1370, (1989).
• 23. Cengiz S., Gencer Y., Tarakci M. and Azakli Y., "Influence Of Copper Amount On The Pack Boronizing Behaviour Of Fe-Cu Binary Alloys", Journal of the Faculty of Engineering and Architecture Gazi, 30(3): 339-349, (2015).
• 24. V. Raghavan, "B-Co-Fe (Boron-Cobalt-Iron)", Journal of Phase Equilibria and Diffusion, 33(5): 392-394, (2012).
• 25. Azakli Y., Cengiz S., Tarakci M. and Gencer Y., "Characterisation of boride layer formed on Fe-Mo binary alloys", Surface Engineering, 32(8): 589-595, (2016).
• 26. Gencer Y. ve Tarakci M., "50Fe-50Co Alaşiminin Borlanmasi Ve Karakterizasyonu", 16th International Materials Symposium, Denizli, Türkiye, 42, (2016).