6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS 11), 16-18 May 011, Elazığ, Turkey 1010 Çeliğinin Ni-WC Tozları ile PTA Yöntemi Kullanılarak Kaplanması Gül TOSUN Fırat Üniversitesi, Teknik Bilimler MYO, Elazığ/Türkiye, gultosun@firat.edu.tr Abstract AISI 1010 steel is widely used the engineering applications, because it has low cost and easy machinability. Because of its low mechanical properties and corrosion resistance is restricted to the usage area. In order to improve the aforementioned its properties, the surfaces of these materials is coated. In this study, the surface of AISI 1010 steel was coated with Ni-WC powder mixture using a PTA method. Microstructural changes on the coated samples were examined. In microstructure of ITAB, the grain boundary ferrite (GBF), acicular ferrite (AF), martensite (M) and very little Widmanstätten ferrite (WF) phases were observed. Keywords---Coating, Ni, WC, PTA. I. GIRIŞ Ülke ekonomilerinin rekabet gücünü, malzeme üretimindeki teknolojik gelişmeler, araştırmalar ve faaliyetler belirler. Teknolojideki gelişmelere paralel olarak daha uzun ömürlü makine yapı elemanları elde edilmektedir. Ayrıca hammadde fiyatlarındaki artışla birlikte daha iyi performans, korozyona dayanıklılık ve yüksek aşınma direnci gibi beklentiler araştırma hedeflerini daha da ileriye götürmektedir. Birçok işletmede tamir, bakım veya onarım maliyetlerinden ziyade üretim kaybına yönelik maliyetler ön plana çıkmaktadır. Tüketiciler, makine parçaları için üreticilerden garantili kullanım ömrü talep etmektedirler. Bu durum, üreticileri sürekli araştırmaya yönlendirmekte ve tüketici ihtiyaçlarına cevap veren, uzun ömürlü ve düşük maliyetli malzeme üretimi yapmaya zorlamaktadır [1]. Malzeme yüzeylerinin düşük mekanik özelliklerini kaplama yapmışlardır. Elde edilen kaplamalara düşük kuvvet altında kuru aşınma testleri yapılmıştır. Bütün kaplamalardaki aşınma hızının yükün artması ile lineer bir şekilde artmış olduğu görülmüştür. Sudha vd. [6] yaptıkları çalışmada, AISI 04 paslanmaz çelik üzerine Ni Cr Si B alaşımını PTA yöntemini kullanarak kaplamışlardır. Kaplama yüzeyinde, karbonun tercihli yayıldığı görülmüş ve bu olayın termodinamik aktivite farklılıklarından kaynaklandığı sonucuna varılmıştır. Bourithis vd. [7] ise karbon çeliğinin yüzeyini, PTA yöntemini kullanarak takviyesi TiC ve matrisi sert takım çeliği olan metal matrisli kompozit ile kaplamışlardır. Yapılan aşınma testleri sonucunda aşınma hızının 10 - mm /m olduğu belirlenmiştir. Iakovou vd. [8], takım çeliği yüzeyinin boron tozları kullanarak PTA yöntemi ile borla kaplanmasını incelemişlerdir. Yapılan incelemelerde bu metodun kolay ve etkili bir metot olmakla birlikte yapılan kaplamanın 1.5 mm kalınlığında ve 1000-100 HV sertliklerinde olduğu, iyileştirmek ve yüzey kalitesini artırmak için birçok farklı yöntem kullanılmaktadır. Yüksek enerji girdili ve en çok kullanılan kaplama yöntemlerden biri ise plazma transfer ark (PTA) yöntemidir []. PTA yönteminde yüksek ergime sıcaklığına sahip metal ve metal alaşımlarıyla çalışılabilmesi nedeniyle çok sayıda kaplama tozunun ve bu tozların kombinasyonlarının farklı ana malzemeler üzerine uygulanması söz konusudur. Bu yöntemle yapılan kaplamalar, kimya, makine, uzay-uçak, tıp, otomotiv, askeri ve elektronik gibi birçok endüstriyel alanda geniş bir şekilde kullanılmaktadır. Plazma kaynağı, plazmanın yüksek ve dar enerji yoğunluğundan faydalanılarak gerçekleştirilen bir kaynak yöntemidir. Bu sayede kaynak için gerekli enerji dar bir alanda tutulabilmekte ve kaynak işlemi esnasında iş parçasına yapılan olumsuz etki azalmakta, dolayısıyla kaynak dikişi kalitesi artmaktadır. PTA yöntemlerinde, tükenmeyen bir tungsten elektrot ve asal gaz kullanılarak kaplama yapılır ve oluşan ark, tungsten elektrot ile malzeme arasında gerçekleşir [, 4, 5]. Arkın başlaması için yüksek frekans ünitesi sayesinde malzeme ve elektrot arasında mevcut gaz iyonize olur. Daha sonra akım bir elektrot arkı oluşturarak transfer edilir []. Bu tip yüzey kaplama işlemlerinde, hızlı ısıtma ve soğutma değeriyle malzemede ince taneli mikroyapılar elde edilmektedir [,4,5]. Böylece, alt tabaka malzemelerinin kendine has özellikleri kaybolmaksızın ısıl iletkenliği, aşınma direnci ve korozyon performansı oldukça arttırılmış olur. Son yıllarda PTA ile yapılan çalışmalar incelendiğinde; Bourithis ve Papadimitriou [1] ise düşük karbonlu çeliğin yüzeyine PTA yöntemi ile dört farklı mikroyapı incelemelerinde, ana fazın Fe B- tipi borid ve ötektik boridin karışımı ve martenzitten ibaret olduğu görülmüştür. Ayrıca üretilen malzemeye aşınma testleri yapılmıştır. Sürtünme katsayısının 0.1 ile 0. arasında değiştiği görülmüştür. Bourithis vd. [9], AISI 1018 çeliğinin yüzeyini farklı oranlardaki boronla PTA yöntemi kullanılarak kaplamışlardır. Yapılan kaplamanın kalınlığı 1-1,5 mm olup, elde edilen sertlik ise 400-1600 HV dir. Mikroyapı incelemeleri sonucunda hiperötektik kompozisyonun fazlarının birincil ferrit veya birincil Fe B den oluştuğu ve ötektik içeriğin α-fe + Fe B den ibaret olduğu görülmüştür. Bourithis vd. [10] tarafından yapılan bir başka çalışmada ise takım çeliğine PTA yöntemi ile farklı şartlar altında kaplama işlemi yapılmıştır. Çalışmada, erimiş ve ısıdan etkilenmiş bölgelerin geometrik karakteristiklerinin akım, hız ve gaz akış hızına bağlı olduğu belirlenmiştir. Deuis vd. [11] ise yaptıkları çalışmada PTA yöntemi ile metal matrisli kompozit malzemelerin 16
1010 Çeliğinin Ni-WC Tozları ile PTA Yöntemi Kullanılarak Kaplanması yüzeylerine yapılan kaplamaları karşılaştırmışlardır. Song vd. [1] 0,45C lu çelik malzeme yüzeyine farklı parametreler ile plazma sprey tekniği kullanarak nano boyuttaki Al O 8wt. % TiO tozunu kaplamışlardır. Sprey parametresinin değişimine bağlı olarak sertlik ve aşınma oranının değiştiği görülmüştür. Shanmugavelayutham vd. [1] plazma spreyleme tekniği kullanarak paslanmaz çeliğin yüzeyini farklı yüzdelerde ZrO takviyeli Al O matrisli kompozit malzemelerle kaplamışlardır. Kaplama tabakasının mikroyapısı, aşınma direnci, porozitesi ve sertlik değerleri gibi özelliklerini incelemişlerdir. Artan ZrO oranına bağlı olarak adhesiv aşınma direncinin azaldığını görmüşlerdir. Sertlik ölçümlerinde ise 108 HV- 171 HV olarak tesbit etmişlerdir. Özel vd. [14] elektrik akımlarında AISI 04 paslanmaz çelik üzerine farklı NiTi kaplama yapmışlardır. Kaplama işlemi sonucunda arayüzey ve kaplama kalınlığı incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda arayüzeyde hiçbir boşluk ve çatlak görülmemiş ve akım yoğunluğu arttıkça kaplama kalınlığının arttığı görülmüştür. Xu vd. [15] ] yaptıkları çalışmada ise, mikroark oksidasyon yöntemi ile NiTi alaşımı üzerine Al O kaplamışlardır. Kaplanmış ve kaplanmamış numunenin korozyon direnci ve nikel salımı ve mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. Kaplamanın nikel içeriği %,5 tir. Yapılan incelemeler sonucunda işlem zamanının artması ile hem kaplamanın kalınlığı hem de pürüzlülüğünün arttığı görülmüştür. Tan vd. [16] yaptıkları çalışmada ise NiTi alaşımını PSII tekniği ile kaplayarak korozyon direnci ve yüzey karakterizasyonunu incelemişleridir. Yapılan incelemeler sonucunda korozyon direncinin hem ısıl işlem hem de yüzey modifikasyonu tarafından etkilendiğini görülmüştür. Özel vd. [17] yaptıkları çalışmada, düşük karbonlu bir çelik malzeme yüzeyine FeCr/FeCr+C karışım tozunu, PTA yöntemiyle yüzeye alaşımlandırılmıştır. FeCr tozuna ağırlıkça % 1-5 oranlarında karbon (C) tozu ilave edilerek, alaşımlanmış tabakada C miktarının mikroyapıya etkisi incelenmiştir. Çalışmada aynı zamanda, PTA yönteminin diğer yüzey alaşımlama yöntemlerine kıyasla farklılıkları ortaya konulmuştur. Skarvelis ve Papadimitriou [18], karbon çeliğinin üzerine PTA yöntemi kullanılarak farklı oranlarındaki Mo S, TiC ve demirin karışımları ile kaplamışlardır. Bu yöntemle elde edilen tabaka 1,-1,5 mm kalınlığında, sertliği ise 750 HV dir. Kaplama yapılmış ve kaplama yapılmamış numunelere 00, 400, 600 ve 800 o C de saat temperleme işlemi uygulanmıştır. Elde edilen kaplamanın mikroyapı incelemeleriyle beraber değişik hız ve değişik yüklerde pin-on disk aşınma testleri yapılarak kaplamanın kalitesi hakkında yorum yapmaya çalışılmıştır. Gür vd. [19] ise AISI 100 düşük karbonlu çelik yüzeyine PTA yöntemiyle Ni/Ti tozları kaplamışlardır. Sertlik değerlerinde önemli ölçüde artış olduğu görülmüştür. Elde edilen kaplamaların SEM görüntüleri ve EDS analizleri yapılarak mikrosertlik değerleri kıyaslanmıştır. Yılmaz [0] yaptığı çalışmada, çeşitli oranlarda demir, ferro-mangan, ferrosilisyum ve grafit tozları katılıp daha sonra karıştırılarak elde edilen Fe-Mn-C esaslı sert yüzey kaplama alaşımının düşük karbonlu çelik malzeme yüzeyine TIG kaynak yöntemi kullanılarak düşük karbonlu AISI 100 çelik üzerine kaplamıştır. Çalışma sonunda yüzey sertleştirme yapılan malzemelerin ana malzemeye oranla çok yüksek sertlik değerlerine ve aşınma direncine sahip olduğu ve kompozisyonun ve deney şartlarının kaplamanın aşınma davranışları üzerinde etkili olduğunu gözlemiştir. Eroğlu vd. [1] yaptıkları çalışmada, 100 çeliğinin kaynak metali ve ITAB nın mikroyapısı ve mekanik özellikleri üzerinde değişen enerji girdilerinde başlangıç tane boyutunun etkisini araştırmışlardır. Plaka kalınlığı göz önüne alınarak kalın taneli düşük karbonlu çeliklerin kaynağında ITAB ın maksimum tokluğu açısından yüksek enerji girişinin kullanılması gerektiği sonucuna varılmıştır. Bu çalışmada, PTA yöntemi kullanılarak AISI 1010 çeliğinin yüzeyi Ni/WC toz karışımı ile kaplanmıştır. Kaplanmış numuneler üzerinde meydana gelen mikroyapı değişimleri incelenmiştir. II. DENEYSEL ÇALIŞMALAR Bu çalışmada, altlık malzemesi olarak 1010 çeliği, kaplama malzemesi olarak ise ağırlıkça %95 Ni ve %5 WC oranında toz karışımı kullanılmıştır. Homojen bir karışım elde edebilmek amacıyla Ni/WC tozları 1 saat süre ile torna tezgâhında karıştırılmıştır. Kaplama işleminde kullanılan tozların karakteristik özellikleri Tablo 1 de verilmiştir. 10x0x100 mm boyutlarındaki altlık malzemesinin üzerine parmak freze ile 5 mm genişliğinde, 1 mm derinliğinde kanal açılmıştır. Ni/WC toz karışımı, yeter miktardaki sodyum silikat ile karıştırılarak macun haline getirilerek altlık malzemesi yüzeyinde açılan kanallara doldurulmuştur. Sodyum silikat yapıştırıcı, gözenek oluşumunu ve ergime esnasında argon gazı altında tozların uçmasını engellemek için kullanılmıştır. Kaplama ve altlık malzemesi arasındaki adhezyonu artırmak amacı ile numuneler fırında 60 o C de 4 saat kurutulmuştur. Tablo 1. Ni ve WC tozlarının karakteristik özellikleri Malzeme özellikleri Ni WC Saflık (%) 99.8 99.5 Toz boyutu -5 mesh 70 µm Erime Sıcaklığı ( o C) 145 870 Kaynama sıcaklığı ( o C) 8 6000 Daha sonra 10, 140, 160 A gibi üç farklı akım kullanılarak plazma kaynak yöntemi ile kaplama işlemi yapılmıştır. Kaplama işleminin şematik resmi Şekil 1 de verilmiştir. Bu çalışmada kullanılan üretim parametreleri Tablo de verilmiştir. Şekil 1. PTA Kaplama Tekniği [19] 17
G. TOSUN Tablo. Üretim Parametreleri Üretim Parametreleri Değerleri Akım (A) 10, 140, 160 Gerilim (V) 0 Koruyucu gaz ( m /h) 5 Plazma gazı ( m /h) 0,5 Elektrot çapı (mm) 4,7 Torç malzeme arası mesafe (mm) 4 Üretim hızı (m/dak) 0, Yüzeyi kaplanmış numuneler kaplama yönüne dik doğrultuda kesilerek mikroyapı değişimlerini belirlemek amacıyla yüzeyleri 00, 400, 600, 800 ve 100 mesh lik su zımparaları ile temizlenmiş, çuha ve elmas pasta kullanılarak parlatılmıştır. Parlatılan numuneler % lik Nital çözeltisinde dağlanmıştır. Dağlanan numunelerden Alltion marka XJP- 6A model optik mikroskop yardımıyla mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. III. SONUÇLAR VE TARTIŞMA Bu çalışmada kullanılan altlık malzemesi ve kaplama malzemesinin mikroyapı fotoğrafları şekil de görülmektedir. Diğer yöntemlerle yapılan kaplama işlemi esnasında kaplama malzemesi ile altlık malzemesinin birbirine iyi difüze olmadığı ve arayüzeyde boşluklar meydana geldiği gözlemlense de bu yöntemle yapılan kaplamalarda iki malzeme arasında iyi bir bağlanma meydana geldiği gözlemlenmiş, boşluk oluşumuna rastlanılmamıştır []. Kaplama yüzeyinde homojen ve düzenli bir katılaşma meydana gelmiş, alaşımlanmış tabakanın altyapıya oldukça iyi bir şekilde yapıştığı görülmüş ve kaplama tabakasında herhangi bir makro çatlağa ve gözenekli yapıya rastlanılmamıştır. Şekil. Altlık malzemesinin mikroyapı görüntüsü Kaplama işlemi esnasında yüksek sıcaklıklara (10000 ile 0000 o K) çıkılmaktadır [19]. Kaplama işleminde, hem altlık malzemesi hem de kaplama malzemesi ısıdan dolayı etkilenir, her iki tarafa element geçişleri meydana gelerek ve mikroyapılarda değişiklikler meydana gelir [0]. Şekil alaşımlanmış tabakanın tipik morfolojisini göstermektedir. Kaplama ile ana metal arasındaki arayüzey açık bir şekilde görülmektedir. Kaplama esnasında altlık malzemesi ile kaplama arasında, ITAB (Isı tesiri altındaki bölge) adı verilen 4 farklı bölge meydana gelmiştir. Bunlar; küreselleşmiş bölge, kısmen dönüşmüş bölge, tane incelmesinin meydana geldiği bölge ve tane irileşmiş bölgeden ibaret olduğu belirtilmektedir [1]. Altlık malzemesinde ise hakim olan mikroyapı; martenzit ve baynittir. Şekil 4 te görüldüğü gibi soğutma hızına bağlı olarak, metalde tane sınırı ferriti (GBF), windsmantten tipi ferrit (WF), asiküler (iğnesel) ferrit (AF) ve çok az miktarda artık austenitli martenzit ve ayrışmış perlit fazı gözlemlenmiştir. Literatürde yapılan çalışmalarda yapıda çok nadiren baynit oluşumuna da rastlanılmıştır. Düşük karbonlu çeliklerde, ITAB da tane irileşmesine neden olan WF ve GBF nin yapıda bulunması istenmez []. GBF nin varlığının tokluğa zararı vardır, gevrek kırılmalara neden olur ve buda kaynak metalinde bulunan WF nin miktarına bağlıdır [,4]. AF nin çekirdeklenmesi, genellikle metal olmayan inklüzyonlardan kaynaklanmakta ve bunun da malzemenin tokluğunu ve mukavemetinin iyileştirmektedir. Düşük karbonlu çelikteki baynitin mikroyapısı AF inkine çok benzerdir ve bundan dolayı bu fazları belirlemek çok zordur []. Şekil. Kaplama işlemi sonrası ITAB ın görüntüsü Akım düşük seçildiği zaman tane sınırları boyunca martenzit adacıklarının meydana geldiği ve bunları ferrit tanelerinin çevrelediği görülmüştür (Şekil 4a) []. Düşük ısı girişi yüksek soğuma oranı anlamına gelmektedir, bu da hızlı katılaşmaya sebep olmaktadır ve sonuç olarak martenzit fazı meydana gelmektedir. Böylece, düşük enerji girişinde soğuma süresinin kısa olması, karbon açısından zengin östenitlerin yüksek karbonlu martenzit ve baynite dönüşmesine sebep olurken karbon açısından fakir olan östenit, ferrite dönüşmektedir [4,6]. Ayrıca, ITAB ın kaplama tarafında iğnesel şekilli ve alaşım elementlerin varlığından dolayı dendritik yapıların oluşmaya başlandığı görülmüştür (Şekil 4a). Oluşan dendritik yapıların kaynak yönüne dik bir şekilde meydana geldiği görüldü. Kaplama işlemi esnasında önce ergime sıcaklığı düşük olan Ni fazı yani matris daha sonra ise takviye fazı yani WC ergimektedir. Ni fazının ergidiği sıcaklıklarda WC fazı ergimemiş, sıcaklığında etkisi ile katı çözeltideki WC lerde dendiritik yapılar (Şekil 4) oluşmaya başlamıştır [7]. Kaplama işlemi esnasında akım artırıldığı zaman, ana metal ve sert dolgu alaşımının karışımını ifade eden seyrelme oranı değişmektedir. Sert yüzey alaşımlarının elde 18
1010 Çeliğinin Ni-WC Tozları ile PTA Yöntemi Kullanılarak Kaplanması edilmesinde, kaplama ile ana malzeme arasındaki bağın derecesi önemli olup, bu bağın sadece sert yüzey kaplamanın ana malzemeyi tutabilecek ölçüde olması gerekmektedir. Bu nedenle düşük seyrelme oranı tercih edilir [0]. Kaplamanın seyreltme oranı, toz içeriği ve ısı girdisi ile belirlenir [5]. Isı girdisi aşağıdaki denklem ile hesaplanır [6]. meydana gelecek daha az ve daha üniform dağılmış martenzit adacıklarının oluşumuna (Şekil 4b) ve baynit miktarında artışa neden olacaktır []. Q=0,48.I.U/V (1) Burada Q ısı girdisini, I elektrik akımını, U gerilim ve V ise hareket hızını temsil etmektedir. Toz içeriği sabit olup, operasyon akımının artması, hem enerji yoğunluğunu hem de sabit akım için ısı girdisini artırır. Böylece, mikroyapılarda gözlemlenen farklılıkların ana sebebinin ısı girdisi olduğu gözlemlenmiştir. Diğer bir deyişle, kaplama malzemesi ısı girdisine bağlı olarak katılaşma sonrası farklı mikroyapılar sergilemektedir [8]. Düşük akım değerinde malzemeye verilen enerji girdisinin az olmasından dolayı ergiyik havuzunda ana malzemeden az miktarda alaşım elementleri katılmış olup, nüfuziyet ve dikiş genişliği dar olduğu görülmüştür (Şekil 4a) [19]. Kaplama işlemi esnasında, sıcaklık yükseldikçe, ya sıvı alaşım içerisine erimiş tanelerin difüzyonu ya da WC partiküllerin dış kısımlarının erimesi ile kaplamanın matris ve takviye fazı arasında ara yüzey oluşumu meydana gelir. Ara yüzeyin oluşum mekanizmasını işlem parametreleri belirler. Kompozitle kaplama işleminde takviye olarak kullanılan karbür içerisinde bulunan karbonun difüzyon katsayısı karbür oluşturan metalinkinden çok daha fazladır. Böylece karbon karbürün dışına karbür oluşturan metalden çok daha hızlı difüze olur. Difüzyon hızındaki büyük farklılıktan dolayı eğer aktivasyon enerjisine ulaşılırsa, karbür karbürizasyona uğrar ve ara yüzey bölgesi meydana gelir [9]. Kaynak esnasında sıcaklık daha da fazla arttığı zaman, yani AC1 ve AC arasında bir noktaya geldiği zaman östenit yüksek klasik kompozisyondan daha fazla karbon içeriğine sahip olduğu için kolaylıkla martenzite dönüşür. Kaynak metalindeki martenzit, AF ve WF ye benzer bir yapı sergiler ve martenzit tanelerinin boyutu daha küçük hacimce oranı ise daha büyüktür []. Bunun aksine ITAB daki martenzit adaları ise daha az sayıda ve tane sınırlarında iri taneli birincil ferrit veya perlit kolonileri üzerinde oluşmuştur (Şekil 4a) []. Tane sınırı ferrit (GBF) oluşumu, östenit tane sınırlarında kalıntıların segregasyonuna engel olmaktadır [6]. Isı girdisi arttığı zaman seyrelme oranı ve dolayısı ile ITAB bölgesi genişleyecek, Ni/WC alaşımı azalacak buna ilaveten ITAB daki her bir nokta daha uzun süreli ısınma ve soğuma işlemine maruz kalacaktır [0]. Böylece enerji girişindeki yükselme daha yavaş katılaşma ve soğumaya neden olacak, dolayısıyla daha yumuşak yapıların oluşumu kaçınılmaz hale gelecektir [0]. Ayrıca, altlık malzemesinden kaplama malzemesine transfer olan elementlerin miktarı artacaktır. Şekil 4c de, akım şiddeti arttıkça ITAB bölgesinin genişliğinde artma ve WF miktarında azalmalar gözlemlenirken, iğnesel şekilli Ni/WC alaşımı küresel şekilli bir şekil almaya başlamış ve kaplamanın tane yapısında incelme meydana geldiği görülmüştür [9]. Akım şiddetinın artmasıyla, kaplamada bulunan WC lerden ITAB bölgesine daha çok karbon geçişi 19 a) b) c) Şekil 4. ITAB bölgesinden alınan mikroyapı görüntüleri a) 10 A b)140a c)160a Düşük ısı girişindeki kaplama ve altlık malzemesi arasında yoğun gözlemlenen martenzitlerin oluşmadığı görülmüştür. Ayrıca kaplama tarafındaki dendritlerde azalmalar meydana geldiği ve tanelerde yönlenmelerin oluşmadığı görülmüştür (Şekil 4c). Buna ilave olarak mikroyapı incelemelerinde akım miktarı arttıkça altlık malzemesi ve ITAB daki fazların kabalaştığı gözlemlenmiştir [9]. Şekil 5 teki W-C-Ni üçlü sistemine göre, kompozit kaplamada tarafında birincil M6(WC, Ni ) ve katı çözelti γ(ni, Fe) içerisinde bunların ötektiğinden ibaret bir mikroyapı gözlemlenmiştir.
Şekil 5. W-C-Ni üçlü faz diyagramının düşey bölümü [1] IV. SONUÇLAR PTA yöntemi kullanılarak AISI 1010 çeliğinin yüzeyi Ni/WC toz karışımı ile kaplanma işleminin yapıldığı bu çalışma sonunda şu sonuçlar elde edilmiştir. Akım miktarının artışıyla, kaynak metali ve ITAB'ın mikroyapısında fazların cinsi ve miktarı açısından değişmenin olduğu gözlenmiştir. Düşük ısı girişi ve yüksek soğutma hızından dolayı kaplama tabakası iğnesel şekil ve kaplama tabakasındaki alaşım elementlerin varlığından dolayı dendritik yapıların oluşmaya başladığı görülmektedir. Oluşan dendritik yapıların kaynak yönüne dik, bir şekilde meydana geldiği görüldü. Isı girdisi arttığı zaman seyrelme oranı ve de dolayısı ile ITAB bölgesi genişlemiş, Ni/WC alaşımı azalmıştır. Ayrıca, WF miktarında azalmalar gözlemlenirken, iğnesel şekilli Ni/WC alaşımı küresel şekilli bir hal almaya başlamış, kaplamanın tane yapısında incelme meydana geldiği görülmüştür. Kaplama tarafındaki dendritlerde azalmalar meydana gelmiş ve tanelerde yönlenmelerin oluşmadığı görülmüştür. Akım miktarı artması ile altlık malzemesi ve ITAB daki fazların kabalaştığı görülmüştür. Kaplamada bulunan WC lerden ITAB bölgesine daha çok karbon geçişi meydana gelmiş, daha uniform dağılmış martenzit adacıklarının oluşumuna ve baynit miktarında artışa neden olmuştur. KAYNAKLAR [1] L. Bourithis, G. Papadimitriou, Three body abrasion wear of low carbon steel modified surfaces Wear, vol..58, 175 178, 005. [] S. Ozel, B. Kurt, I. Somunkiran, N. Orhan, Microstructural characteristic of NiTi coating on stainless steel by plasma transferred arc process, Surface & Coatings Technology, vol. 0, 6 67, 008. [] Y.P. Kathuria, Some aspects of laser surface cladding in the turbine industry, Surface Coatings and Technology, vol. 1, 6-69, 000. [4] H.J. Kim, B.H. Yoon, C.H. Lee, Wear performance of the Fe-based alloy coatings produced by plasma transferred arc weld-surfacing process,wear, vol. 49, 846-85, 00. 10 G. TOSUN [5] J.S. Selvan, K. Subramanian, A.K. Nath, Laser alloying of aluminum with electrodepo-sited nickel: optimization of plating thickness and processing parameters, Journal of Materials Processing Technology, vol 91, 9-61999. [6] C. Sudha, P. Shankar, R.V. Subba Rao, R. Thirumurugesan, M. Vijayalakshmi, Baldev Raj, Microchemical and microstructural studies in a PTA weld overlay of Ni Cr Si B alloy on AISI 04L stainless steel, Surface & Coatings Technology, vol 0, 10 11, 008. [7] L. Bourithis, Ath. Milonas, G.D. Papadimitriou, Plasma transferred arc surface alloying of a construction steel to produce a metal matrix composite tool steel with TiC as reinforcing particles, Surface and Coatings Technology, vol. 165, 86 95, 00. [8] R. Iakovou, L. Bourithis, G., Papadimitriou, Synthesis of boride coatings on steel using plasma transferred arc (PTA) process and its wear performance, Wear, vol 5, 1007 1015, 00. [9] L. Bourithis, S. Papaefthymiou G.D. Papadimitriou, Plasma transferred arc boring of a low carbon steel:microstructure and wear properties, Aplied surface science, vol 00, 0-18, 00. [10] E. Bourithis, A. Tazedakis, G. Papadimitriou, A study on the surface treatment of Calmax tool steel by a plasma transferred arc (PTA) process, Journal of Materials Processing Technology, vol. 18, 169 177, 00. [11] R. L. Deuis, J. M. Yellup & C. Subramanian, Metal-Matrix Composite Coatings By PTA Surfacing, Composites Science and Technology, vol 58, 99-09, 1998. [1] E.P. Song, J. Ahn, S. Lee, N.J. Kim, Microstructure and wear resistance of nanostructured Al O 8wt.% TiO, coatings plasmasprayed with nanopowders, Surface & Coatings Technology, vol 01, 109 115, 006. [1] G. Shanmugavelayutham, S. Yano, A. Kobayashi, Microstructural characterization and properties of ZrO/Al O thermal barrier coatings by gas tunnel-type plasma spraying, Vacuum, vol. 80, 16 140, 006. [14] S. Özel, H. Turhan, F. Sarsılmaz, AL04 Alüminyum Alaşımı Yüzeyine Al O /Al O +TiO Tozunun Plazma Sprey Yöntemiyle Kaplanması, Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Dergisi Science and Eng. J of Fırat Univ., vol. 0 (), 50-508, 008. [15] J.L. Xu, F. Liu, F.P. Wang, D.Z. Yu, L.C. Zhao, Formation of AlO coatings on NiTi alloy by micro-arc oxidation method, Biomaterials, vol. 4, 91 99, 00 [16] L. Tan, R.A. Dod, W.C. Crone, Corrosion and wear-corrosion behavior of NiTi modified by plasma source ion implantation, Biomaterials, vol. 4, 91 99, 00. [17] S. Özel, İ. Somunkıran, B. Kurt, Düşük Karbonlu Çelik Yüzeyine FeCr+Mo Tozunun PTA Yöntemi İle Alaşımlandırılması, 11. Uluslararası Malzeme Sempozyumu, 9-, Denizli, 006. [18] P. Skarvelis, G.D. Papadimitriou, Plasma transferred arc composite coatings with self-lubricating properties based on Fe and Ti sulfides: Microstructure and tribological behavior, Surface & Coatings Technology, vol. 0, 184 194, 009. [19] A. K. Gür, A. Orhan, U. Çalıgülü, Ni/Ti tozlarının PTA yöntemiyle AISI 100 yüzeyindeki kaplamalarının mikroyapı özellikleri 15-11, 008 [0] R. Yılmaz, FE-MN-C yüzey sertlestirme alasımının mikroyapı ve asınma özellikleri mıcrostructure and wear behavıour of FE-MN-C hardfacıng alloys, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS 09), Karabük, Türkiye,1 15 Mayıs 009 [1] M. Eroglu, M. Aksoy, N. Orhan, Effect of coarse initial grain size on microstructure and mechanical properties of weld metal and HAZ of a low carbon steel, Materials Science and Engineering, vol. A69, 59 66, 1999. [] A. Güral, B. Bostan, A.T. Özdemir, Heat treatment in two phase region and its effect on microstructure and mechanical strength after welding of a low carbon steel, Materials and Design, vol. 8, 897 90, 007. [] A. K. Gür, A. Orhan, U. Çalıgülü, Ni/Ti tozlarinin PTA yöntemiyle AISI 100 yüzeyindeki kaplamalarinin mikroyapi özellikleri, Doğu Anadolu Bölgesi Araştırmaları, 008. [4] M. Eroğlu, Düşük Karbonlu bir Çelikte kaynak enerji girişi ve başlangıç tane boyutunun kaynak bölgesinin iç yapı ve mekanik özelliklerine olan etkisi, Doktora tezi, 1997 [5] J. Tusek, M. Suban, Experimental research of the effect of hydrogen in argon as a shielding gas in arc welding of high-alloy stainless steel, Int. J. Hydrogen Energy, 5, 69-76, 000.
1010 Çeliğinin Ni-WC Tozları ile PTA Yöntemi Kullanılarak Kaplanması [6] K.E. Easterling, Introduction to the Physical Metallurgy of Welding, Butterworth Heinemann, London, 199. [7] A. Durgutlu, Experimental investigation of the effect of hydrogen in argon as a shielding gas on TIG welding of austenitic stainless steel, Mater. Des. 5, 19, 004. [8] S. Buytoz, M. Ulutan, M. Yildirim, Dry sliding wear behavior of TIG welding clad WC composite coatings, Applied Surface Science 5, 11 1, 005. [9] Ch. Just, E. Badisch, J. Wosik, Influence of welding current on carbide/matrix interface properties in MMCs, Journal of Materials Processing Technology, vol. 10, 408 414, 010. [0] L. Bourithis, G.D. Papadimitriou, The effect of microstructure and wear conditions on the wear resistance of steel metal matrix composites fabricated with PTA alloying technique, Wear, vol. 66, 1155 1164, 009. [1] C.M. Fernandes, A.M.R. Senos, M.T. Vieira, Control of eta carbide formation in tungsten carbide powders sputter-coated with (Fe/Ni/Cr), International Journal of Refractory Metals & Hard Materials, vol. 5, 10 17, 007. 11