Plazma (PTA) yöntemiyle düşük karbonlu çeliğin yüzey modifikasyonuna koruyucu gazların etkisi

Bu çalışmada düşük karbonlu çeliğin yüzeyi Plazma Transfer Ark (PTA) yöntemi kullanılarak Ti, FeMo, FeCrC ve Si tozları ile alaşımlandırılmıştır. Numunelerin alaşımlandırma işlemi yapılırken koruyucu gaz olarak saf argon gazı ile birlikte bu gaza % 1, % 3 ve % 5 oranlarında ilave edilen N2 gazı kullanılmıştır. Alaşımlandırılan bölgelerin mikroyapı ve abrasiv aşınma özellikleri araştırılmıştır. Sade karbonlu (AISI 1030) çeliğin yüzeyi titanyum, ferromolibden, yüksek karbonlu ferrokrom ve silisyum tozları kullanılarak alaşımlandırılmıştır.Kaplamanın mikroyapısı; optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılım tayfı (EDS) ve spektral analizler ile tespit edilmiştir. Modifiye tabakalarının sertlikleri mikrosertlik ölçme cihazı ile abrasiv aşınma özellikleri ise pim-disk test yöntemi ile belirlenmiştir. Aşınma testleri sonrası numunelerin kütle kayıpları tespit edilerek aşınma oranları elde edilmiştir. PTA yöntemi kullanılarak yapılan yüzey alaşımlama uygulamaları sonucunda; PTA yöntemiyle alt malzeme yüzeyine alaşım tozları ergitilerek yüzey modifikasyon işlemi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.Ti tozu kullanılarak PTA yöntemi ile yapılan yüzey modifikasyonu işlemi sonrasında ferritik yapı içinde FeTi matrisi, TiN (1) Obsornite, TiN (2) Titanyum nitrür, titanyum karbür (TiC) ve sementit (Fe3C) fazları tespit tespit edilmiştir. FeMo tozu kullanılarak gerçekleştirilen yüzey modifikasyonu işlemi sonrasında mikroyapıda ötektoid şeklinde oluşan yapı içerisinde FeMo matrisi, FeC, Fe3C, Fe7C3, MoC, MoN ve Mo2N oluştuğu tespit edilmiştir. FeCrC tozu kullanılarak yapılan yüzey modifikasyonu işlemi sonrasında mikroyapıda dendritik yapı içerisinde FeCr matrisi, Fe7C3, Cr23C6, CrN, (Fe0,6Cr0,4)2O3 martenzit ve kalıntı östenit fazları tespit tespit edilmiştir. Si tozu kullanılarak yapılan yüzey modifikasyonu işlemi sonrasında ferrit matrisi içerisinde ?-ferrit, SiC ve Si3N4 fazları tespit edilmiştir.Koruyucu argon gazı içerisindeki N2 oranın artması ile numunelerde daha nüfuziyetli homojen bir mikroyapı ve buna bağlı olarak sertlik artışı gözlenmiştir. Numuneler içersinde en yüksek sertlik ve en iyi aşınma direnci Ar + % 5 N2 gazı atmosferinde alaşımlandırılmış numunelerde görülmüştür.