Demir esaslı T/M parçaların yüzey sertleştirme işlemlerinin fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisi

Bu çalışmada borlama, bilya.lt dövme+borlama ve borlama+bilyalı dövme kombinasyonların düşük karbonlu T/M parçalarda mekanik özellikler üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Borlama işlemi borlanmış tüm gruplarda 950 °C de 4 saat içerisinde gerçekleştirilmiştir. Bilyalı dövme işleminde ise HRC 44-45 sertliğinde S110 ve S230 çelik bilyalar kullanılmıştır. Dövme şiddetini belirlemek için Almen A şeriti kullanılmış ver bu dövme şiddetleri bilyalı dövme işlemi esnasında kullanılmıştır. Bilyalı dövmede doyurma oranları % 100 dür. Deneylerde kullanılan numuneler Hâganas ASC 100.29 grade demir tozu ile %0,2 C, %3 Cu, %0,8 Zn-Stearat ve kalanı demir tozu olmak koşulu ile üretilmiştir. Numuneler çeşitli mekanik deneylere (çekme, üç noktadan eğme, aşınma, yorulma deneyleri, mikrosertlik ölçümü, tabaka kalınlıklarının belirlenmesi) tabi tutulduktan sonra iç yapı özellikleri, aşınma ve kırık yüzeyleri ışık mikroskobu ve SEM ile tespit edilmiştir. Ayrıca malzemenin yüzeyinde oluşan bileşiklerin tespit edilebilmesi amacıyla XRD analizleri yapılmıştır. Yapılan mekanik deneylerin sonuçları değerlendirilerek, aşınma ve mikrosertlik dağılım grafiklerinin çizilmesinin yanı sıra, her bir numune grubunun yorulma deneyi sonuçlarına göre S - N eğrileri çizilmiştir. Numunelere uygulanan borlama, borlama+bilyalı dövme ve bilyalı dövme+borlama kombinasyonlarının numunelerin yorulma davranışlarına etkilerinin belirlenmesi amacıyla tüm S - N eğrileri karşılaştırılarak incelenmiştir. Yapılan tüm bu deneyler neticesinde ; Yüzey sertleştirme işlemi olan borlama ile aşınma direncinin önemli ölçüde arttığı gözlenmiştir. Borlamadan sonra yapılan kombine işlemler, sadece borlama işlemine göre aşınma direncini düşürmüştür. Mikrosertlik olarak borlama ile ortalama 2400 HV değeri yakalanmıştır. Metalografik incelemeler sonucu bilyalı dövmenin borlamdan sonra yapılması halinde bor tabakasına zarar verdiği, yüzeyde bor tabakalarının kırılmasına yol açtığı görülmüştür. Yine yapılan yüzeydeki faz analizleri sonucunda 2, 3, 4 ve 5. gruplarda bor tabakasında tek Fe2B fazı, 6, 7 ve 8. gruplarda ise çift FeB ve Fe2B fazlarının oluştuğu anlaşılmıştır. Oluşan bu çift faz yüzeyden pullanıp dökülmesinden dolayı istenilen bir durum değildir. Borlama sonrası bilyalı dövmelerde yüzey hasara uğradığından dolayı dövme şiddetinin düşük tutulması, bilyalı dövme sonrası yüzeyde yoğunluk artışı sağladığından horlamanın bilyalı dövmeden sonra yapılması uygun olacaktır. Aynı zamanda yüzeyde çift faz oluşmamasına da dikkat edilmelidir.