Tel ark katmanlı imalat yöntemi ile yüksek aşınma dayanımlı malzeme üretimi ve özelliklerinin karakterizasyonu


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Malzeme Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: BELGA ZEYNEP ULUTAN

Danışman: Hakan Gaşan

Özet:

Bu çalışmada, Plazma Tel Ark Katmanlı İmalat (P-TAKİ) yöntemi ile yüksek alaşımlı

ve orta karbonlu çelik tel kullanılarak malzeme üretimi başarılı bir şekilde

gerçekleştirilmiştir. Üretim işlem şartları araştırılarak parametreler belirlenmiş ve üretilen

malzemelere ısıl işlem ve kriyojenik işlem uygulanmıştır. Bu malzemelerin işlemsiz, ısıl

işlemli ve ısıl işlemli+kriyojenik işlemli numuneleri üzerinden mekanik ve kimyasal

özellikleri karşılaştırılmış; mikroyapılarındaki değişimler, çekme mukavemeti, aşınma

davranışları ve sertlikleri araştırılarak tribolojik özellikleri incelenmiştir.

Deneysel çalışmalarda 0,4 C’lu ve yüksek alaşımlı (Cr-Si-Mn) çelik tel kullanılarak

P-TAKİ yöntemi ile AISI 304 paslanmaz çelik plaka üzerine üç adet malzeme

biriktirilmiştir. Üretilen malzemeler karşılaştırıldığında, işlemsiz üst bölge numune

mikroyapısında martenzit ve östenik adacıkları oluşumu gözlenmiş, alt bölge numunesinde

martenzit ve östenit adacıkları yanısıra daha sık beynit yapısı görülmüştür. Cr (4,4)

elementi nedeniyle homojen dağılımı olmayan karbür taneleri görülmüştür. Isıl işlem ile

su verilmiş ve menevişlemeye tabi tutulmuş numunlerde hızlı soğuma sonucunda daha

belirgin martenzitik yapı ortaya çıkmıştır. Temperleme sonrasında beklenildiği gibi karbürlerin

homojen bir şekilde çökeldiği tespit edilmiştir. Isıl işlem sonrası kriyojenik işlem de

uygulanan numunelerde mikroyapıda belirgin bir farklılık görülmemiştir. Ancak

mikroyapı içerisinde daha ince taneli karbürlerin homojen çökelme şeklinde ortaya çıktığı

net bir şekilde görülmüştür.

Makro ve mikrosertlik değerleri, kırılma tokluğu ve aşınma değerleri ısıl işlem ve

arkasından yapılan kriyojenik işlem ile iyileşme göstermiştir. Çekme deneylerinde ısıl

işlem ve kriyojenik işlemle birlikte çekme ve akma mukavemetlerinde artış gözlenmiştir.