Düşük karbonlu yüksek mukavemetli çeliklerde borlama

Sanayide birçok farklı sektörde kullanılan düşük karbonlu yüksek mukavemetli çeliklere yüzey iyileştirme işlemleri yapılarak kullanım sınırları genişletilebilmektedir. Sahip oldukları düşük karbon neticesinde yüzeyden içeri difüzyon yoluyla sertleştirici elementlerin emdirilmesi ve bu işlemin mümkün olabilen en düşük sıcaklık ve sürelerde gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Yüzeyde yüksek sertlik ve aşınma direnci istenilen durumlarda borlama işlemi yapılması en doğru karardır. Mekanik alaşımlama gibi bir ön işlemden geçirilen borlayıcı toz karışımı ile yüzeyde oluşturulacak borür tabaka derinliğini mümkün olan en düşük sıcaklıklarda elde etmek amacıyla bu çalışma yapılmıştır. 0, 10 ve 20 saat planeter tipi bir öğütücü kullanılarak mekanik alaşımlama (MA) yapılan borlayıcı toz karışımı ile 650-700-750-800-850 °C sıcaklıklarında ve 3-6-12 saat borlama ısıl işlem sürelerinde DIN St28 standardına sahip numuneler borlanmıştır. Elde edilen numunelere optik ve taramalı elektron mikroskoplarıyla mikroyapı incelemesi, x-ışınları ile toz ve borür tabaka karakterizasyonu, vicker sertlik ölçme metodu ile yüzeyden merkeze sertlik dağılımı ve Pin-On-Disk metodu kullanılarak ağırlık kaybı üzerinden aşınma incelemeleri yapılmıştır. Bulgular neticesinde 650 °C 'de mekanik alaşımlama uygulanmayan tozlarla elde edilen jel kullanılarak borür tabakası elde edilemezken 10 ve 20 saatlik işlemlerinde 6 ve 12 saat borlama sonucunda borür tabakaları elde edilmiştir. Her bir mekanik alaşımlama işlemi ile tozların aktivasyon enerjileri hesaplanmış ve sırasıyla 113,555, 108,814 ve 106,746 kJ/mol olarak bulunmuştur. Artan sıcaklık ve borlama süreleriyle birlikte tabaka kalınlıklarında ve sertliklerinde ciddi artışlar gözlenmiş, buna bağlı olarak aşınmayla gerçekleşen ağırlık kayıplarında ciddi azalmalar elde edilmiştir. Borlama işlemi gibi difüzyonal süreçlerde kullanılacak tozların Mekanik Alaşımlama gibi bir ön işlemden geçirilmesiyle aktivasyon enerjisinde düşüş, buna paralel olarak tabaka kalınlıklarında ve mekanik özelliklerinde önemli artışlar elde edilmiştir.