Farklı Şartlarda Borlanan Hardox 400 Çeliğinin Mekaniksel Özelliklerinin İncelenmesi

Yıl 2019, Cilt: 9 Sayı: 3, 15 - 22, 01.11.2019

Mehmet Tabur Mahmut İzciler

https://doi.org/10.35354/tbed.510831

Öz

Bu çalışmada, aşınmaya dayanıklı Hardox 400 çeliğine 2, 4 ve 6 saat sürelerde;
850 ºC, 900 ºC ve 950 ºC sıcaklıklarda kutu sementasyonu yöntemi uygulanarak
bor difüze edilmiş ve çelik üzerinde oluşturulan borürlerin bazı mekanik
özellikleri incelenmiştir. Borlama malzemesi olarak ticari şekilde piyasada
bulunan EKabor® 2 tozu kullanılmıştır. İşlem sıcaklık ve süresine bağlı olarak
borür katmanının derinliği 80 µm ile 300 µm arasında değişmiştir. Daha uzun
borlama süresinin daha kalın katman oluşmasını sağladığı görülmüştür. Çelik ana
malzemenin üzerinde oluşan borürlerin düzgün ve dallı bir morfolojiye sahip
olduğu Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve optik incelemeler sonucu
anlaşılmıştır. Vickers cihazı ile ölçülen borür sertlikleri 2000 HVN değerinin
üzerinde bulunmuştur. FeB, Fe₂B ve Fe₃B borürleri x-ışını
kırınım analizi ile teyit edilmiştir. Bor katmanı ve alaşım elementlerinin
dağılımı enerji ayrışma sistemli x-ışını spektroskopi (EDS) ile belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Borlama, Hardox 400

Kaynakça

• [1]. B. Venkataraman, G. Sundararajan, “The high speed sliding wear behaviour of boronied medium carbon steel”, Surface and Coat. Technol. 73 (1995) 177-184.
• [2]. T.S. Eyre, “Effect of Boronising on friction and wear of ferrous metals”, Wear 34 (1975) 383-397.
• [3]. K.H. Habig, R. Chatterjee-Fischert, “Wear behaviour of boride layers alloyed steels”, Tribology International, August 1981 209-215.
• [4] J. Subrahmanyam, K. Gopinath, “Wear studies on boronized mild steel”, Wear 95 (1984) 287-292.
• [5] C. Martini, G. Palombarini, G. Poli, D. Prandstraller, “Sliding and abrasive wear behaviour of boride coatings”, Wear 256 (2004) 608-613.
• [6] M.A. Bejar, E. Moreno, “Abrasive wear resistance of boronized carbon and low-alloy steels”, Journal Of Materials Processing Technol. 173 (2006) 352-358.
• [7] C. Badini, C. Gianoglio, G. Pradelli, “The effect of carbon, chromium and nickel on the hardness of boride layers”, Surface and Coat. Technol. 30 (1987) 157-170.
• [8] B. Selçuk, R. İpek, M.B. Karamış, “A study on friction and wear behaviour of carburised, carbonitrided and borided AISI 1020 and 5115 steels”, J. Mater. Process. Technol. 141 (2003) 189-196.
• [9] M. Tabur, M. Izciler, F. Gul, I. Karacan., “Abrasive wear behavior of boronized AISI 8620 steel”, Vol. 266, Pg. 1106–1112, Wear, 2009.
• [10] Vipin Jain, G. Sundararajan, “Influence of the pack thickness of the boronizing mixture on the boriding of steel”, Surface and Coat. Technol. 149 (2002) 21-26.
• [11] İ.Özbek, S. Şen, M. İpek, C. Bindal, S Zeytin, A.H. Üçışık, “A Mechanical aspect of borides formed on the AISI 440C stainless-steel”, Vacuum 73 (2004) 641-648.
• [12] Sang Yul Lee, Gwang Seok Kim, Bum-Suk Kim, “Mechanical properties of duplex layer formed on AISI 403 stainless steel by chromizing and boronizing treatment”, Surface and Coat. Technol. 177-178 (2004) 178-184.
• [13] İ. Çelikyürek, B. Baksan, O. Torun, R. Gürler, “Boronizing of iron aluminide Fe72Al28,” Intermetallics 14 (2006) 136-141.
• [14] N.E. Maragoudakis, G. Stergioudis, H. Omar, E. Pavlidou, D.N. Tsipas, “Boro-nitriding of steel US 37-1”, Materials Letters 57 (2002) 949-952.
• [15] S.C.Singhal, “A hard diffusion boride coating for ferrous materials”, Thin Solid Films 45 (1977) 321-329.
• [16] P.X. Yan, Z.Q. Wei, X.L. Wen, Z.G. Wu, J.W. Xu, W.M. Liu, J. Tian, Post boronizing ion implantation of C45 steel, Applied Surface Science 195 (2002) 74-79.
• [17] O. Ozdemir, M. Usta, C. Bindal, A.H. Ucişik, Hard iron boride (Fe2B) on 99.97 wt % pure iron, Vacuum 80 (2006) 1391-1395.
• [18] İ. Özbek, C. Bindal, Mechanical properties of boronized AISI W4 steel, Surface and Coat. Technol. 154 (2002) 14-20.
• [19] İ. Uslu, H. Cömert, M. İpek, O. Özdemir, C. Bindal, “Evaluation of borides formed on AISI P20 steel” Materials and Desing, (2005).
• [20] V.I. Dybkov, W. Lengauer, K. Barmak, Formation of boride layers at the Fe-10% Cr alloy-boron interface, Journal of Alloys and Compounds 398 (2005) 113-122.
• [21] A. Galibois, O. Boutenko, B. Voyzelle, Mecanisme de formation des couches borurees sur les acıers a haut carbone technique des pates, Acta Metall. 28 (1980) 1753.
• [22] C. Meriç, S. Şahin, B. Backir, N.S. Köksal, Investigation of the boronizing effect on the abrasive wear behaviour in cast irons. Materials and Design 27 (2006) 751-757.
• [23] S.Şen, I Özbek, U. Şen, C. Bindal, Mechanical behavior of borides formed on borided cold work tool steel, , Surface and Coat. Technol. 135 (2001) 173-177.
• [24] O. Allaoui, N. Bouaouadja, G. Saindernan, “Characterization of boronized layers on a XC38 steel” Surface &Coatings Technology 201 (2006) 3475-3482.
• [25] H. Sert, A. Can, H. Arıkan, B. Selçuk, H. Toprak, “Wear behavior of different surface treated cam spindles”, Wear 260 (2006) 1013-1019.
• [26] T. Makıshı, K. Nakata, Surface hardening of nickel alloys by means of plazma nitriding, Metallurgical and Materials Transactıons A, Volume 35A January 2004-227.
• [27] Sang Yul Lee, Gwang Seok Kim, Bum-Suk Kim, “Mechanical properties of duplex layer formed on AISI 403 stainless steel by chromizing and boronizing treatment” Surface and Coat. Technol. 177-178 (2004) 178-184.
• [28] B. Selçuk, R. İpek, M.B. Karamış, V. Kuzucu, An investigation on surface properties of treated low carbon and alloyed steel (boriding and carburizing), J. Mater. Process. Technol. 103 (2000) 310-317.
• [29] Henryk Buglacki, Monika Smajdor, “Mechanical properties of abrasion-resistant hardox 400 steel and their welded joints”, Advances in Materials Science, Vol. 4, No. 2 (4), December 2003.
• [30] B.S.Mann, “Boronizing of cast martensitic chromium nickel stainless steel and its abrasion and cavitasion-erosion behaviour” Wear 208 (1997) 125-131.
• [31] O. Knotek, E. Lugscheider, K. Louschen, “Surface layers on cobalt base alloys by boron diffusion”, Thin Solid Films 45 (1977) 331-339.
• [32] R.H. Biddulph, “Boronising for erosion resistance”, Thin Solid Films 45 (1977) 341-347.
• [33] M. İzciler, M. Tabur “Abrasive Wear behaviour of 8620 Different Case Depth Gas Carburized Gear Steel” Vol 260-1,2, Pg. 90-98, 2006, Wear