BİLDİRİ DETAY

Mustafa ÇÖL, Funda Gül KOÇ, Ece SİMOOĞLU SARI
SEMENTASYON ÇELİKLERİNDE OPTİMUM BOR KAPLAMA PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİ
 
Giriş: Bor, çeşitli metal veya ametal elementlerle yaptığı bileşiklerin gösterdiği farklı özellikler, endüstride birçok bor bileşiğinin kullanılmasına olanak sağlamaktadır (Uluköy,.2006: 189-198). Bor ve bileşiklerinden faydalanarak üretilen ürünlerle günlük hayatın hemen her noktasında karşılaşmak mümkün olmaktadır. Mutfak eşyalarından temizlik sektörüne ilaç sanayisinden endüstrinin hemen hemen tüm dallarında bor ve bileşikleri kullanılmaktadır. Genel olarak bor ve bileşiklerinin en çok kullanıldığı tüketim alanları cam yünü, diğer camlar, yalıtım ürünleri, ateşe dayanıklı eşya, boronsilikat camlar, sabun ve deterjanlar, porselen, emaye, sır (glazür), uçak ve otomotiv endüstrisi, tarım, metalürji, nükleer uygulama, inşaat, tekstil, ilaç ve kozmetik, fotoğrafçılık, yüksek enerji yakıtları, elektrik aygıtları, refrakter, elektro kaplama banyoları, boyalardır. En çok kullanılan alan ise metal endüstrisidir. Metalurji reaksiyonlarda bir oksijen giderici ve gaz giderici olarak kullanılır. Borun diğer önemli uygulama şekilleri; bazı özel alaşımlarda, yarı iletkenlerin yapımında, kataliz aracı olarak, aşındırıcılarda, metaller ve seramiklerde, kompozitlerde güçlendirici, ayrıca nükleer reaktörlerin konstrüksiyonunda yüksek-yoğunluklu betona bir katkı maddesi olarak, uranyum-grafit pillerinde bir kontrol aracı olarak nötronları absorblamak (bor çeliği veya B4C) şeklindedir. Bor’un birçok önemli bileşikleri üretilmekte ve çeşitli alanlarda kullanılmaktadır (Baştürk, 2012;57-74). Bu nedenle son yıllarda çok hızlı bir şekilde gelişen yüzey işlem teknolojilerinde borlama işlemi dikkat çekmektedir. Borlama işlemi, demir esaslı malzemelere ve demir dışı malzemelere çok geniş bir şekilde uygulanabilen bir termo-kimyasal yüzey sertleştirme işlemidir (Tarakçı, 2013;.645-655). Bu işlem bor atomlarının alt tabaka yüzeyine yayılmasıyla oluşur. Bu şekilde borürleri oluşturmak için temel malzeme ile bor atomları reaksiyona girerler. Borlama işlemi, sertleştirme, nitrürleme veya karbonitrürleme gibi diğer geleneksel işlemlerle elde edilenlerden çok daha yüksek sertliğinin elde edilmesine izin verir. Borlama termokimyasal yüzey işlemleri çeşitli yöntemlerle sağlanabilir; katı ortamda, elektrolizli veya elektrolizsiz erimiş tuzların olduğu sıvı ortamda ya da gaz ortamında (Barkat, 2017;813). Çelik yüzeyinde demir borür oluşturulması borlama işleminin en bilinenlerindendir (Tabur, 2008;23). Çeliğe uygulanan borlama işleminin başlıca avantajı yüksek bir yüzey sertliğinin, düşük bir sürtünme katsayısı ile birleştirilmesine izin verilmesidir ki bu da iyi bir aşınma direncini destekler (Barkat, 2017;813). Borlama ortamı, bor kaynağı (amorf bor, B4C, Na2B4O7, B2H6), aktivatörler (KBF4, NH4F) dolgu ve deoksidantlardan (SiC, Al2O3) oluşur. Aktivatörler borür tabakasının düzenli gelişmesine etki ederler. Dolgu malzemesi ve deoksidantlar ise borlama esnasında oksijen tutarak indirgeyici bir ortam oluştururlar ve borlama malzemesinin ana malzemeye yapışmasını önlerler. Borlama işlemi esnasında kullanılan yöntem, borlama malzemesinin kompozisyonu, borlanacak malzeme cinsi, işlem süresi ve işlem sıcaklığı elde edilen tabakaya etki eden faktörlerdir (Tabur, 2008;23). Amaç: Bu çalışmanın amacı; sementasyon çeliklerinde optimum bor kaplama parametrelerinin belirlenmesidir. Kapsam: Bu çalışma kapsamında yüzeyi kaplanacak malzeme olarak 1018 sementasyon çeliği, kaplama bileşenleri olarak da B4C ve KBF4 tozları kullanılmıştır. Yöntem: AISI 1018 sementasyon çeliği numunelere farklı oranlarda B4C ve KBF4 içeren iki çeşit toz karışımı kullanılarak 800˚C’de 4 ve 8 saat süre ile bor kaplama işlemi uygulanmıştır. Bulgular: Kaplama işlemi sonrası metalografik olarak hazırlanan numuneler ışık mikroskobunda incelenerek farklı kaplama karışımları ve süreler için kaplama kalınlığında meydana gelen değişimler karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Numunelerde kaplama yüzeyinden merkeze doğru mikrosertlik ölçümleri yapılarak farklı kaplama karışımları ve süreler için sertlik profillerindeki değişimler incelenmiştir. Sonuç: Yapılan incelemeler sonucunda kaplama süresi arttıkça kaplama kalınlığının arttığı, buna bağlı olarak da daha yüksek sertlik değerlerinin elde edildiği gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Sementasyon çeliği, Bor kaplama, Mikroyapı, Sertlik



 


Keywords: