Termoreaktif difüzyon tekniği ile kaplanmış nitrasyon çeliğinin mekanik özelliklerinin araştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Makina Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUZAFFER KARAGÖZ
Danışman: Mustafa Ulutan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada imalat sanayinde yaygın olarak kullanılan DIN 31CrMoV9 nitrasyon çeliğinin yüzeyinde termoreaktif difüzyon (TRD) yöntemi kullanılarak TiN ve NbN kaplama tabakalarının üretilmesi araştırılmıştır. Birinci aşamada hazırlanan numuneler 450°C de ve 12 saat süre ile plazma nitrürleme işlemine tabi tutulmuşlardır. İkinci aşamada ise plazma nitrürlenmiş numuneler farklı sıcaklık (850°C, 950°C, 1050°C) ve farklı sürelerde (2, 4, 6 saat) ferro-titanyum tozu, alümina, amonyum klorür ve naftalin ile ferro-niyobyum tozu, alümina, amonyum klorür ve naftalinden oluşan ortamda TRD tekniği ile kaplanmışlardır. Mikroyapı analizleri optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM), ve enerji dağılımlı X ışını spektroskopisi (EDS) teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Faz analizlerinde X- şını difraksiyonu (XRD) tekniğinden yararlanılmıştır. Farklı sıcaklık ve sürelerde elde edilen nitrür tabakaları sayesinde nitrasyon çeliğinin yüzey özellikleri geliştirilmiştir. Termoreaktif difüzyon öncesi uygulanan plazma nitrasyon sağlanmıştır. NbN ve TiN kaplamalar oluşturularak yüzey özellikleri geliştirilen numunelerde gerek altlık malzemeye gerekse sadece plazma nitrasyon uygulanmış numuneye göre daha yüksek sertlik değerleri ve daha iyi aşınma davranışları elde edilmiştir. Plazma nitrasyon tekniği kullanılarak altlık malzemeye göre 2 kat daha yüksek sertlik edilmiştir. TRD işlemi ile elde edilen TiN ve NbN kaplamalar ile 4 ila 7 kata kadar daha sert yapılar elde edilmiştir. Bu numuneler arasında aşınma direnci bakımından en düşük sürtünme katsayısı (0,13) ve en düşük aşınma oranına (0,87 x 10-6 mm3/Nm) TiN kaplamalarda ulaşılmıştır.