HORLAMANIN KAYNAK BÖLGESİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Benzer belgeler
TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

ÜÇ FARKLI ÇELİĞE KATI BORLAMA İŞLEMİ YAPILMASININ İÇ YAPI VE SERTLİK ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

TERMOKİMYASAL YÜZEY KAPLAMA (BORLAMA)

Borlama Süresinin Düşük Karbonlu Mikro Alaşımlı Çeliklerin Sertlik Değerleri Üzerine Etkisi

Düşük Karbonlu Çeliklerin Borlanmasında Nikel İçeriğinin Borür Tabakası Özelliklerine Etkileri

Borlama İşleminde Kullanılan Bor Tozu Tane Boyutunun Kaplama Tabakası Üzerine Etkisi

3. MALZEME PROFİLLERİ (MATERİALS PROFİLES) 3.1. METAL VE ALAŞIMLAR. Karbon çelikleri (carbon steels)

Küresel Grafitti Dökme Demirlerin Horlanması Boronization of Spherical Cast Iron

Ç l e i l k i l k e l r e e e Uyg u a l na n n n Yüz ü ey e y Ser Se tle l ş e t ş ir i me e İ şl ş e l m l r e i

BORLANMIŞ VE SEMANTASYON YAPILMIŞ SAE 1020 YATAĞIN AŞINMA ÖZELLİKLERİ WEAR PROPERTIES OF BORONIZED AND CARBURED SAE 1020 BEARING

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 6 Sayı: 2 s Mayıs 2004

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

BORLANMIŞ AISI 1030 ÇELĐĞĐNĐN ABRAZĐF AŞINMA ÖZELLĐKLERĐ

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

ÖĞRENME FAALİYETİ 1 ÖĞRENME FAALİYETİ TOZALTI KAYNAĞI

Difüzyon (Atomsal Yayınım)

BOR YAYINIMIYLA YÜZEYİ SERTLEŞTİRİLMİŞ AISI 1030 VE AISI 1050 ÇELİKLERİNİN ABRAZİF AŞINMA DAYANIMLARININ İNCELENMESİ 1

Ç 1035 Çeliğin Borlama Özelliklerinin İncelenmesi Examination of Boronizing Properties of the Ç1035 Steel

MIG-MAG KAYNAK METODUNDA KULLANILAN KAYNAK ELEKTROTLARI VE ELEKTROT SEÇİMİ

SADE KARBONLU BİR ÇELİĞİN BORLAMA ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Paslanmaz Çeliklerin. kaynak edilmesi. Özlem Karaman Metalurji ve Malzeme Mühendisi Kaynak Mühendisi

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Malzemelerin Yüzey İşlemi MEM4043 / bahar

KAZAN ÇELİKLERİNİN KAYNAK KABİLİYETİ 1. Kazan Çeliklerinin Özellikleri

makale Salih Uğur BAYÇA*, Salim ŞAHĐN ** BORLAMA GĐRĐŞ

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

TİTANYUM ALAŞIMLARININ ISIL İŞLEMİ

Kaynak yöntemleri ile birleştirilen bir malzemenin kaynak bölgesinin mikroyapısı incelendiğinde iki ana bölgenin var olduğu görülecektir:

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan

SENTETİK Fe-16Mn ALAŞIMININ BORLANMASI. BORONIZING OF SYNTHETIC Fe-16Mn ALLOY

ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 6 Sayı: 2 s Mayıs 2004

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

BÖLÜM 4 KAYNAK METALURJİSİ

Yüzey Sertleştirme 1

ÖZGEÇMİŞ. Öğrenim Durumu :

CERRAHİ İĞNE ALAŞIMLARI. Microbiologist KADİR GÜRBÜZ

Paslanmaz Çeliklerin Kaynak İşlemi Esnasında Karşılaşılan Problemler ve Alınması Gereken Önlemler Paslanmaz çeliklerin kaynak işlemi esnasında

s 0.01 ), borkarbur (B 4

BORON 1 (1), 15-19, 2016 JOURNAL OF BORON. Journal homepage:

DENEYİN ADI: Jominy uçtan su verme ile sertleşebilirlik. AMACI: Çeliklerin sertleşme kabiliyetinin belirlenmesi.

TEKNOLOJİSİ--ITEKNOLOJİSİ. Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ

Küresel Grafitli Dökme Demirlere Uygulanan Farklı Isıl İşlemlerin Mekanik Özelliklerine Etkisi

DENEYİN ADI: Çeliklerin Isıl İşlemi. AMACI: Çeliklerde ısıl işlem yoluyla mikroyapı ve mekanik özelliklerin değişiminin öğretilmesi.

Düşük Sıcaklık Plazma Nitrürleme (Nitrasyon) Uygulamaları

Bortemperlenmiş AISI 1040 Çeliğinin Yüzey Özelliklerinin ve Aşınma Davranışlarının İncelenmesi

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

ÇELİKLERİN ISIL İŞLEMLERİ. (Devamı)

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

MALZEME BİLİMİ. Difüzyon

PLAZMA TRANSFER ARK YÖNTEMİYLE FeCr/FeCr+C TOZUNUN DÜŞÜK KARBONLU ÇELİK YÜZEYİNE ALAŞIMLANMASI. Serkan ÖZEL, Bülent KURT, İlyas SOMUNKIRAN

Bartın Üniversitesi Mühendislik ve Teknoloji Bilimleri Dergisi

6. BEYAZ ve YÜKSEK ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLER

KAYNAK UYGULAMASI DİFÜZYON KAYNAĞI

HEATING ELEMENT TECHNOLOGIES CORP. PASLANMAZ ÇELİK BORU. Kaliteyi Biz Üretelim, Sizler İle Paylaşalım...

SÜPER ALAŞIMLAR Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

TIG GAZALTI KAYNAK YÖNTEMİNDE KULLANILAN GAZLAR VE ÖZELLİKLERİ PROF. DR. HÜSEYİN UZUN HOŞGELDİNİZ

Investigation of the Kinetics of Borided AISI 420 and AISI 5140 Steels

BORLAMA VE BİLYALI DÖVMENİN DEMİR ESASLI T/M MALZEMELERDE MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

İNTERMETALİK MALZEMELER. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR (DERS NOTLARI-4)

Doç.Dr.Salim ŞAHİN SÜRÜNME

YTÜMAKiNE * A305teyim.com

Abdulkadir ÜÇKARDEŞLER YÜKSEK LİSANS TEZİ METAL EĞİTİMİ ANABİLİM DALI GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ OCAK 2013 ANKARA

Kobalt Esaslı Elektrotlarla Kaplanan Malzemelerin İç Yapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Erimiş Boraks Banyosunda Karbürleme İşlemi Carbide coating in molten borax bath

Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü. İmalat Müh. Deneysel Metotlar Dersi MAK 320. Çalışma 3: SERTLİK ÖLÇÜMÜ

Yüksek Mukavemetli Düşük Alaşımlı Çeliklerin Kaynağı. Özlem Karaman Metalurji ve Malzeme Mühendisi Kaynak Mühendisi

YÜZEY SERTLEŞTİRME İŞLEMLERİ. (Konu Devamı)

Fe-8Si İKİLİ ALAŞIMININ BORLANMA İLE YÜZEY MODİFİKASYONU VE KARAKTERİZASYONU

Yrd. Doç. Dr. SELDA KAYRAL

MMM 2011 Malzeme Bilgisi

Mikroyapısal Görüntüleme ve Tanı

ÇELİK YAPILAR (2+1) Yrd. Doç. Dr. Ali SARIBIYIK

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

KIRIK YÜZEYLERİN İNCELENMESİ

2. Sertleştirme 3. Islah etme 4. Yüzey sertleştirme Karbürleme Nitrürleme Alevle yüzey sertleştirme İndüksiyonla sertleştirme

DOĞAL KURŞUN METALİK KURŞUN PLAKALAR

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

ÇELİKLERİN STANDARZİSAYONU VE TÜRK ÇELİK STANDARDI (TSE-1111)

FERRİTİK-PERLİTİK KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRİN ADHESİF AŞINMA DAYANIMI ÜZERİNDE BORLAMA YÜZEY İŞLEMİNİN ETKİSİ

BOR KARBÜR KAPLANMIŞ AISI 8620 VE HARDOX 400 ÇELİKLERİNİN ABRASİV AŞINMA DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Mehmet TABUR

YÜZEY SERTLEŞTİRME İŞLEMLERİ

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Ekstrüzyon ve Ejeksiyon Vida-Kovanlarının İmalatında Kullanılan Çeliklerinin Seçimi ve Mukayesesi

Faz ( denge) diyagramları

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

environment whose surfaces are hardened with boron will have longer wear lives, which therefore points to the role of boron.

MALZEME ANA BİLİM DALI Malzeme Laboratuvarı Deney Föyü. Deneyin Adı: Malzemelerde Sertlik Deneyi. Deneyin Tarihi:

ÇELİKLERİN BORLANMASI

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. Basınç Destekli Hacim Yanma Sentezi Yöntemi ile Elde Edilen FeAl ve TiAl Kaplamalar

KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

Transkript:

KAYNAK TEKNOLOJİSİ II. ULUSAL KONGRESİ 211 HORLAMANIN KAYNAK BÖLGESİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ * Cevdet MERİÇ, * Salim ŞAHİN, * Mehmet UZKUT ÖZET Bu çalışmada, AISI 1040 ve AISI 8620 çelikleri elektrik ark kaynağı ve gazaltı kaynağı (MAG) ile birleştirilmiş daha sonra 850 C, 900 C, 950 C ve 1000 C sıcaklıklarda EKabor HM ile 4 saat süre ile katı borlama işlemine tabi tutulmuştur. Havada soğutulmuş olan numunelerin yüzeyinde oluşan borür tabakasının mikrosertlikleri ve tabaka kalınlıkları ölçülmüş, optik mikroskopta içyapı fotoğrafları çekilmiştir. Kaynak bölgesi ve çevresinde horlamanın etkisi araştırılmıştır. Anahtar sözcükler- Borlama, borür tabakası, AISI 1040, AISI 8620, EKabor HM, elektrik ark kaynağı, MAG kaynağı 1. GİRİŞ Makina parça ve ekipmanlarında aşınma ve korozyon nedeniyle önemli boyutlarda ekonomik kayıplar meydana gelmektedir. Bu kayıpları azaltmak için malzemelerin yüzey bölgesi özelliklerinin iyileştirilmesi gerekmektedir. Yüzey kalitesinin geliştirilmesi için uygulanan yöntemlerden biri de horlamadır. Kaynaklı birleştirmeler günümüzde bütün endüstri kollarına geniş uygulama alanı bulmaktadır. Bu nedenle kaynaklı bölgelerinde aşınmaya karşı gösterdikleri direnç önem taşımaktadır. Borlama, bor elementinin yüksek sıcaklıkta temasta bulunduğu malzeme yüzeyine yayınarak malzeme yüzeyinin bor atomlarınca zenginleştirilmesini sağlayan termokimyasal bir yüzey sertleştirme işlemidir. Bu işlem fiziksel ve kimyasal özellikleri bakımından karbürleme ve nitrürleme gibi termokimyasal yüzey sertleştirme işlemleri ile benzerlik gösterir ve bütün ferro malzemeler, nikel alaşımları, titanyum alaşımları ve sinterlenmiş karbürlere başarıyla uygulanmaktadır (1-3). Borlanmış çelikler, yüksek yüzey sertlikleri ve yüksek aşınma dirençleri ile karakterize edilirler (4-6). Demir esaslı malzemeler 800-1000 C sıcaklık ve 1-12 saat arasında değişen sürelerde horlandığında, malzeme yüzeyinde demir-borür fazlarından (Fe^JB+FeB) veya Fe 2 B oluşur ve =2000HV sertliğe ulaşan "bir borür tabakası meydana gelir. Bu tabakanın özellikleri, kullanılan bor kaynağının fiziksel durumuna, borlama sıcaklığına, borlama süresine ve horlanan malzemenin özelliklerine bağlıdır (7-9). Bor kaynağının fiziksel durumu katı, sıvı veya gaz olabilir. Ancak katı ortamlarda yapılan borlama işlemi teknik avantajlara sahiptir. Bor verici ortamın toz halinde olduğu bu yöntem işlem kolaylığı, temiz yüzey elde edilmesi, gerekli cihaz ve donanımın basitliği gibi etkenlerden dolayı geniş bir uygulama alanına sahiptir (10). Kutu sementasyonuna benzeyen katı ortam borlama yöntemi, koruyucu atmosfer altında yapıldığı gibi sıkı kapatılmış kutularda da yapılabilir. Bor verici tozlar ısıya dayanıklı kutu içerisine konur ve horlanacak numuneler bu tozun içine gömülür (2). Bor atomlarının malzeme yüzeyine yayınması için malzeme ile bor verici tozlann temas yüzeyinin büyük olması istenir. Borür tabakasının oluşumunda tozların İane boyutları önemli bir faktördür. * Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü-Manisa

KAYNAK TEKNOLOJİSİ II. ULUSAL KONGRESİ 212 Borür tabakasının karakteristik özelliği diş şeklinde bir yapıya sahip olmasıdır. Tabaka ve asıl malzeme arasındaki dişlenme derecesi işlem sıcaklığı ve süresinin yanı sıra alaşım elementlerinin miktarına da bağlıdır. Kuvvetli dişlenmeler az karbonlu çeliklerde ve düşük alaşımlı çeliklerde ortaya çıkmaktadır (11). Alaşımlı çeliklerde ise alaşım elementleri oranına bağlı olarak değişmektedir. Alaşım elementleri oranı arttıkça dişlenme azalmaktadır. Borürlü tabakalar diş şekilli olmalarından dolayı ana metale daha iyi bağlanırlar. Borlanmış tabakanın kırılganlığı kalınlık arttıkça artar (12-14). Bor ile yüzey sertleştirmenin diğer yüzey sertleştirme yöntemlerine göre üstünlüğü; yüzey tabakasının çok sert olması, sürtünme katsayısının düşük olması, borlamadan sonra ek ısıl işlemlere gerek duyulmaması, bazı asit, baz, metal eriyikleri ve yüksek sıcaklık oksidasyonuna karşı direnç göstermesidir. Borlanmış çelikler 1000 C ye ulaşan yüzey sıcaklıklarında dahi tribolojik özelliklerini kaybetmeden aşınmaya ve oksidasyona karşı direnç gösterebilmektedirler (4, 5, 15). Metalik malzemelerin birleştirilmesinde pek çok yöntem arasında kaynaklı birleştirmeler önemli bir yer tutar. Bu yüzyılın başından beri pek çok kaynak yöntemi geliştirilerek uygulamaya konulmuştur. Kaynak bölgesi üzerine çok sayıda araştırmalar yapılarak kaynaklı birleştirmelerin iyileştirilmesine yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Makina parçalarının birleştirilmesinde ekonomik ve pratik olması nedeni ile en yaygın olarak kullanılan elektrik ark ve gazaltı (MAG) kaynak yöntemleridir (16). Bu çalışmada, sıcak biçimlendirilmiş AISI 1040 ve AISI 8620 çelikleri elektrik ark kaynağı ve gazaltı kaynağı ile birleştirilmiş ve katı borlama yöntemi ile 850 C, 900 C, 950 C, 1000 C'de EKabor HM ile 4 saat süre ile horlanmıştır. Borlanan numunelerin kaynak bölgesi ve civarındaki borür tabakası kalınlığı, mikrosertliği ve içyapıları incelenmiştir. 2. MALZEME VE DENEYSEL ÇALIŞMA Bu çalışmada, sıcak biçimlendirilmiş AISI 1040 ve AISI 8620 iki farklı malzeme kullanılmıştır. Deneylerde kullanılan malzemelerin kimyasal bileşimleri Tablo-l'de verilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında 60 V kaynak ağzı açılmış, malzemelerin bir kısmı elektrik ark kaynağı bir kısmı da gazaltı kaynağı (MAG) ile birleştirilmiştir. Elektrik ark kaynağında TS 563 (kimyasal bileşimi (Ağ.%): C 0,09, Mn 1,1, Si 0,5), gazaltı (MAG) kaynağında ise TS 5618'e uygun elektrotlar kullanılmıştır. Kaynaklı parçalardan 10* 10*70 mm boyutlarında hazırlanan numunelerin yüzeyleri borlama işlemi için hazırlanmıştır. Borlama işlemi kutu borlama tekniği ile yapılmış, kutular 850,900,950, 1000 0C de 4 saat süreyle elektrik direnç fırınında tutularak gerçekleştirilmiştir. Bor verici ortam olarak tane boyutu 150 (m den küçük olan ticari EKabor HM tozu kullanılmıştır. Yüzeyi borlanacak olan numuneler kutu içine ve her kutuya iki farklı çelik türünden ikişer adet olmak üzere konulmuş ve çevreleri EKabor HM ile doldurulmuştur. Katı borlama yapılan kutunun kapağı, hava geçirmemesi için iyice kapatılmış ve hava sızdırmazlığı sağlanmıştır. Borlama süresi sonunda kutular oda sıcaklığında soğutulmuş ve daha sonra kutu içerisinden çıkartılan numunelerin üzerindeki tozlar temizlenmiştir. Borlanan numuneler bakalite alınarak yüzeyleri zımpara ile aşındırılmış, son aşamada AI2O3 pasta kullanılarak yüzeyleri keçe ile parlatılmıştır. Yüzeyleri parlatılan numuneler %3'lük Nital ile dağlanmış olup, Hunt Wetzlar marka optik mikroskop ile iç yapılarının fotoğrafları çekilmiştir. Borür tabakasının kalınlıkları mikroskop üzerinden ölçülmüştür. Tabaka kalınlığı belirlenirken dişli tabakanın diş ortalaması alınmıştır.

KAYNAK TEKNOLOJİSİ II. ULUSAL KONGRESİ 213 Mikrosertlik ölçümleri, Cari Zeiss marka mikrosertlik cihazı ile, Vickers uç kullanılarak, 80 g'lık yük uygulanarak gerçekleştirilmiştir. 3. BULGULAR VE İRDELEME Borlanmış olan malzemeler metalografik inceleme için hazırlandıktan sonra, tabaka kalınlıkları ölçümleri de yine aynı optik mikroskop ile yapılmıştır. AISI 1040 ve AISI 8620 çeliklerinin kaynak bölgesi, ısının tesiri altındaki bölge ve esas malzemeye ait iç yapıları Şekil 1 ve 2 de gösterilmiştir. Borlanan malzemelerin metalografik incelemesi sonucunda borür tabakasının dişli bir yapıda olduğu ve bu yapının yüzeye homojen olarak yayılmış olduğu belirlenmiştir. Optik mikroskop ile incelenen numunelerin borür tabakalarındaki FeB ve FeıB fazları kontrast farkından ayırt edilmiştir. Borür tabaka kalınlığında borlama süresine bağlı olarak bir artış olduğu gözlenmiştir. Borlanmış tabaka kalınlığı işlem sıcaklığına ve işlem süresine bağlı olarak değişir. Bu konuda daha önce yapılan çalışmalar tabaka kalınlığına işlem sıcaklığının süreden çok daha etkili olduğunu ortaya koymaktadır. Tabaka gelişimi parabolik bir süreye bağlıdır (5, 11). Karbon ve Silisyum gibi alaşım elementleri, demir borürlerde çözünme kabiliyetlerinin olmamasından dolayı, ana malzemeye doğru yayılırlar ve borür tabakası altında konsantre olurlar. Bunun sonucu olarak yüzeydeki karbon içeriği azalırken, geçiş bölgesinde artar. Bu bölgede düzgün olmayan bir karbon dağılımı söz konusudur, karbon konsantrasyonu borür iğneleri arasında maksimum iken, borürlü iğne uçlarında daha düşüktür (1). Geçiş bölgesinde bölgede gözlenen ostenit tane irileşmesi borun alaşım elementi etkisi yaparak ostenit dönüşümünü yavaşlatmasıdır (3). Malzemenin karbon içeriğinin artması yayınımı engellediği için borür tabakasının oluşumu engellenmektedir. Genel olarak alaşımlı ve yüksek karbonlu olan çeliklerde bor yayınımının daha az olması nedeniyle aynı şartlarda borlama yapılan düşük karbonlu çeliklere göre tabaka kalınlığının az olması bu çalışmanın daha önce yapılan çalışmalarla uyumlu olduğunu göstermektedir (11, 17, 18). Ayrıca borlama süresinin de artması aynı sonucu ortaya çıkarmaktadır. Borlama işleminde borun yüzeye yayınması sonucu borlanan parçanın en üst yüzeyinde borür tabakası, onun hemen altında geçiş bölgesi ve en iç kısımda ise ana yapı yer alır. Borür tabakası, dişli forma sahip olup demir-borür fazlarından oluşur. Geçiş bölgesi ise t TABLO 1. Deney Numunelerinin Kimyasal Bileşimleri (Ağ.%). Malzeme AISI 1040 AISI8620 C 0,398 0,21 Mn 0,767 0,85 Ni 0,45 Cr 0,158 0,50 Mo 0,15 Si 0,189 0,28 S 0,015 16 P 0,034 0,25

KAYNAK TEKNOLOJİSİ II. ULUSAL KONGRESİ 214 Şekil 1. Gazaltı Kaynağı (MAG) ile Birleştirilmiş ve 950 C'de 4 Saat Ekabor HM ile Borlanmış AISI 1040 Çeliğinin Kaynak Bölgesi Civarının İçyapısı. Şekil 2. Gazaltı Kaynağı (MAG) ile Birleştirilmiş ve 900 C 'de 4 Saat Ekabor HM ile Borlanmış AISI 8620 Çeliğinin Kaynak Bölgesi Civarının İçyapısı. yüzeyden karbonun ve alaşım elemanlarının bor atomları tarafından içe doğru itilmesi neticesinde ana malzemeye göre karbon ve diğer alaşım elemanlarının yoğunluk kazandığı bir bölgedir.

KAYNAK TEKNOLOJİSİ II. ULUSAL KONGRESİ 215 Karbon konsantrasyonu, borür tabakasının toplam kalınlığı ve sertliğinin azalmasına, demir borürlerin izafi dengelerinin (stabilitelerinin) değişmesine ve geçiş bölgesinde karbür ve bor-karbürlerinin oluşmasına sebep olur. Fe2B, FeB'ye göre daha dengelidir ve öncelikle bu faz oluşur. Karbon konsantrasyonunun artışı ile birlikte FeB'ün stabilitesi azalırken Fe2B'ün stabilitesi artar (1). Borlama sonucu numune yüzeylerinde meydana gelen içyapı değişiklikleri, mikrosertlik değişiklikleri ile yakından ilgilidir. Mikrosertlik dağılım profilini, yüzeyin içyapı özellikleri belirlemektedir (17). Yüksek bor potansiyeline sahip olan borlama maddesi ile çalışıldığında tabaka iki faz içerir. Bu fazlardan dıştaki FeB fazı FeaB fazına oranla daha serttir, fakat oldukça gevrektir. En yüksek aşınma dayanımının FeB fazı ihtiva etmeyen tabakalarda yani Fe2B fazından oluşan tabakalarda elde edildiği daha önceki çalışmalarda belirtilmiştir (13, 14, 15). Ayrıca yüksek iç gerilmeye sahip olduğundan ve Fe2B fazından pullanarak döküldüğünden de FeB fazı arzu edilmez. Ancak difüzyon tavlaması ile bu durum yok edilebilir. Elektrik ark kaynağı ve gazaltı kaynağı (MAG) ile birleştirilmiş AISI 1040, AISI 8620 çeliklerinin tabaka kalınlıkları sıcaklıkla değişimi Şekil 3-8 arasında gösterilmiştir. Şekil 3 incelendiğinde elektrik ark kaynağı ile birleştirilmiş AISI 1040 çeliğinin kaynak bölgesinin sıcaklıkla borür tabakasının gelişimi esas malzemedeki borür tabakasına göre daha az olduğu görülecektir fakat aradaki fark dikkate alınacak kadar önemli değildir. Ancak aynı yöntemle birleştirilmiş AI- SI 8620 çeliğinin kaynak bölgesi ile esas malzemenin borür tabaka kalınlıkları birbirine oldukça yakın çıkmıştır (Şekil 4). Ayrıca gazaltı kaynağı ile birleştirilmiş AISI 1040 ve AISI 8620 çeliklerinin her iki bölgesinde de borür tabakası aynı oranda gelişmiştir. Belirgin bir fark görülmemektedir (Şekil 5 ve Şekil 6). Esas malzeme ve kaynak bölgesindeki borür tabakalarının gelişiminde her iki kaynak yönteminde de belirgin bir farklılığa rastlanılmamıştır. Sonuç olarak kaynaklı birleştirmelerde de borlama işleminin yapılabileceği söylenebilir. AISI 8620 çeliği yüksek alaşımlı ve yüksek karbon oranına sahip olduğu için AISI 1040 çeliğine göre borür tabakası daha az gelişmiştir (Şekil 7). Şekil 8 de her iki kaynak yöntemi AISI 1040 çeliği için karşılaştırılmıştır. Elektrik ark kaynağında borür tabakasının gazaltı kaynağına göre daha az gelişmiş olduğu görülmektedir., Şekil 3. Elektrik Ark Kaynağı ile Birleştirilmiş ve Farklı Sıcaklıklarda Borlanmış AISI 1040 Çeliğinin Borür Tabaka Kalınlığının Değişimi.

KAYNAK TEKNOLOJİSİ II. ULUSAL KONGRESİ 216 Şekil 4. Elektrik Ark Kaynağı ile Birleştirilmiş ve Farklı Sıcaklıklarda Borlanmış AISI 8620 Çeliğinin Borür Tabaka Kalınlığının Değişimi. Şekil 5. Gazaltı Kaynağı (MAG) ile Birleştirilmiş ve Farklı Sıcaklıklarda Borlannuş AISI 1040 Çeliğinin Borür Tabaka Kalınlığının Değişimi. Şekil 6. Gazaltı Kaynağı (MAG) ile Birleştirilmiş ve Farklı Sıcaklıklarda Borlanmış AISI 8620 Çeliğinin Borür Tabaka Kalınlığının Değişimi. Şekil 7. Farklı Sıcaklıklarda Borlanmış AISI 1040 ve AISI 8620 Çeliklerinin Borür Tabaka Kalınlıklarının Değişimi

KAYNAK TEKNOLOJİSİ II. ULUSAL KONGRESİ 217 Şekil 8. Elektrik Ark Kaynağı ve Gazaltı Kaynağı (MAG) ile Birleştirilmiş AISI 1040 Çeliğinin Kaynak Bölgesinin Borür Tabaka Kalınlığının Değişimi. Mikrosertlik cihazı ile 80 g yüke karşılık gelen iz derinliği esas malzeme ve kaynak bölgesinde ölçülmüştür sonuçlar Tablo 2'de gösterilmiştir. AISI 1040 ve AISI 8620 çelikleri kaynak bölgesi ve esas malzemede ölçülen mikrosertlikleri karşılaştırıldığında sertliklerinin değerleri açısından belirgin bir farklılık olmadığı tespit edilmiştir. 4. SONUÇLAR Bu çalışmada, sıcak biçimlendirilmiş AISI 1040 ve AISI 8620 çelikleri elektrik ark kaynağı ve gazaltı kaynağı ile birleştirilmiş ve katı borlama yöntemi ile 850 C, 900 C, 950 C, 1000 C'de EKabor HM ile 4 saat süre ile borlannuştır. Borlanan numunelerin kaynak bölgesi ve civarındaki borür tabakası kalınlığı, mikrosertliği ve içyapılan incelenmiştir. 1-Ölçülen tabaka kalınlıkları karşılaştırıldığında borür tabakasının kaynak bölgesi, ısının tesiri altındaki bölge ile esas malzemede aynı miktarda geliştiği ölçülmüştür. 2-AISI1040 ve AISI 8620 çelikleri kaynak bölgesi ve esas malzemede ölçülen mikrosertlikleri karşılaştırıldığında sertliklerinin değerleri açısından belirgin bir farklılık olmadığı tespit edilmiştir. 3-Elektrik ark kaynağında borür tabakasının gazaltı kaynağına göre daha az gelişmiş olduğu görülmüştür. 4-Tabaka kalınlıklarının ve mikrosertliklerinin kaynak bölgesi ve esas malzemede aynı özellikler gösterdiği görülmüş; böylece horlamanın kaynaklı bölgelerde uygulanmasının bir sakınca oluşturmayacağı sonucuna varılmıştır.

KAYNAK TEKNOLOJİSİ II. ULUS AL KONGRESİ 218 TABLO 2.4 Saat Ekabor HM ile Borlanmış AISI 1040 ve AISI 8620 Çeliklerinin Esas Malzeme ve Kaynak Bölgesinin Mikrosertlik Değerleri (HV). Sıcaklık ("O 950 950 900 1000 Malzeme AISI 1040 Gazaltı Kaynağı AISI1040 Elektrik Ark Kaynağı AISI 8620 Gazaltı Kaynağı AISI 8620 Elektrik Ark Kaynağı Bölge Kaynak Bölgesi Esas Malzeme Kaynak Bölgesi Esas Malzeme Kaynak Bölgesi Esas Malzeme Kaynak Bölgesi Esas Malzeme Sertlik (HV) Bor Tabakası 1598.24 859.49 1933.86 986.66 963.59 1174.22 1342.97 1505.61 Esas Malzeme 164.06 174.05 164.06 181.22 133.92 192.85 174.05 174.05

KAYNAK TEKNOLOJİSİ II. ULUSAL KONGRESİ 219 REFERANSLAR 1. A. Özsoy, "Çeliğin Borlanmasında Borür Tabakası, Geçiş Zonu ve Matriksin Özelliklerinin İyileştirilmesi", Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Eskişehir 1996. 2. A. G. Matuschka, "Boronizing", Carl Hanser Verlag München 1980. 3. N. Bozkurt, "Bor Yaymımıyla Çeliklerde Yüzey Sertleştirme" ", î. T. Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul. 1984 4. M. B. Karamış, F. Nair, B. Selçuk, "Borlanmış Malzemelerin Tribolojik Özellikleri", 6. Denizli Malzeme Sempozyumu, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Denizli 1995, s. 446-454. 5. E. Atik, "Çeliklerin Borlanarak Aşınmaya Dayanımlarının Arttırılması", Mühendis ve Makina, Cilt:38, Sayı:445, s. 17-20. 6. A. Pertek, "Gas Boriding Conditions for the Iron Borides Layers Formation", Materials Science Forum v 163-6n pt 1 1994, p 323-328. 7. S. S. Yılmaz, "Çeliklerde Bor ile Yüzey Sertleştirme" C.B.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Manisa, 1997. 8. Y. Özmen, A. Ç. Can, "Borlamanın Çeliklerde Aşınma Dayanımına Etkisi" 5. Ulusal Makine Tasarım ve İmalat Kongresi, Bildiri Kitabı, Ankara 1992, s. 583-591. 9. A. H. Demirci, "Fe-Esaslı Malzemelerin Borlanması ile Kavitasyon Dayanımının Değişmesi" 7. Uluslararası Makine Tasarım ve İmalat Kongresi, 11-13 Eylül 1996, ODTÜ Ankara, Bildiriler Kitabı, s. 261-269. 10. İ. Özbek, C. Bindal, "Borlama İle Yüzeyi Sertleştirilen AISI W4 Takım Çeliğinin Bazı Mekanik Özellikleri", IV. Seramik Kongresi Bildiri Kitabı Eskişehir 1997, s.753-760.i 11. L. L. Qian, G. A. Stone, "Study of the Behavior of Boron Diffusion in Plain Carbon Steels", Journal of Materials Performance v 4, n 1, Feb 1995 p 59-62. 12. B. Selçuk, R. İpek, M. B. Karamış, "AISI 5115 ve AISI 1020 Çeliklerinin Çekme Özelliklerine Borlamanın Etkisi", 6. Denizli Malzeme Sempozyumu, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Denizli 1995; s. 60-69. 13. Ş. Şen, İ. Özbek, U. Şen, C Bindal, "Mechanical Properties of Borided Cold Work Tool Steel", IV. Seramik Kongresi Bildiri Kitabı Eskişehir 1997, s. 739-744. 14. C. Bindal, M. Usta, A. H. Üçışık, "Mechanical Properties of Borides Formed on the Surface of AISI 1040 Steel", IV. Seramik Kongresi Bildiri Kitabı Eskişehir 1997, s. 745-751. 15. B. Venkataraman, G. Sundarajan, "High Speed Sliding Wear Behavior of Boronized Medium Cabon Steel", Surface & Coating Technology v 73, n 3, Aug 1995, p 177-184.

KAYNAK TEKNOLOJİSİ II. ULUSAL KONGRESİ ------220 16. S. Anık, "Kaynak Teknolojisi El Kitabı" Ergün Matbaası, İstanbul, 1983 17. F. Nair,, M. B. Karamış, "Borlanmış Çeliklerde Malzeme Bileşiminin Mikrosertliğe Etkileri", 7. Denizli Malzeme Sempozyumu, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Denizli 1997.