Elektrolitik plazma teknolojisi ile çeliklere uygulanan yüzey modifikasyon işlemleri

Bu çalışmada, endüstriyel olarak yaygın kullanılan AISI 1040, AISI 4140, EU 1.2333 ve AISI 316 L çelik malzemelerinin, elektrolitik plazma teknolojisi kullanılarak, yüzey özelliklerini iyileştirmek amaçlanmıştır.Çalışma esnasında, gerek akademik gerekse endüstriyel anlamda yeni bir konu olan elektrolitik plazma teknolojisi detaylı olarak incelenmiştir. Elektrolitik plazma yöntemi optimize edildikten sonra, çeliklerin yüzeyleri modifiye edilmiştir. Optik mikroskop kullanılarak, çeliklere uygulanan farklı parametrelerin modifikasyon tabaka kalınlığını ve yapısını değiştirdiği gözlenmiştir. Ayrıca, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve EDS analizlerinde modifikasyon tabakasındaki dönüşümler ve tane yapıları incelenmiştir.Modifikasyon tabakasından alınan XRD analizlerinde Fe2O3, Fe3O4, FeO piklerine rastlanmıştır. Mikrosertlik ölçümlerinde mesafeye ve elektrolitik plazma parametrelerine göre değişen sertlik değerleri elde edilmiştir. Modifikasyon işlemi uygulanmadan yaklaşık 180 HV olan çeliğin sertlik değeri 750-950 HV bandına kadar 12-36 saniye gibi çok kısa sürelerde çıkarılmıştır. Aynı zamanda yüzey sertlik değerleri 10 HRC den 55-60 HRC ye çıkartılarak, 10 mm'ye varan muazzam sertlik derinlikleri elde edilmiştir.180, 360, 540 ve 720 m için 0.1 m/sn hızda 5N, 10N, 20N ve 30N yük altında çizgisel (lineer) aşınma deneyi yapılmıştır. Numunelere uygulanan çizgisel aşınma deneyi sonrası yük değişimiyle sürtünme katsayısının ve aşınma miktarlarının değiştiği gözlemlenmiştir. Sürtünme katsayısı bir miktar azalırken, aşınma dayanımlarının beş kata kadar arttığı görülmüştür. Yöntemin mevcut ısıl işlem ve modifikasyon işlemlerine karşı bir alternatif olabileceği ve endüstriyel uygulamalarda kullanılabileceği belirlenmiştir.Ayrıca elektrolitik plazma difüzyon işlemleri, farklı çözeltiler kullanılarak 316 L paslanmaz çelik altlıklar için gerçekleştirilmiştir. Elektrolitler suda çözünebilen O, N ve B gibi arayer elementi içeren inorganik tuzlardan seçilmiştir. Birinci elektrolit H2N-CO-NH2, ikincisi NH4NO3 üçüncüsü ise H3BO3 esaslı olarak seçilmiştir. Plazma difüzyon süresi 5 saniye ile 30 dakika arasında seçilmiştir. 1N ve 3N yük kullanarak 100 metre ve 1200 metre mesafelerde aşınma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Aşınma deney sonuçları difüzyon yapılan numunelerin aşınma direncinin arttığını ve sürtünme katsayısının düştüğünü göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Elektrolitik Plazma, Yüzey Modifikasyonu, Aşınma, Sertlik