Farklı ısıl işlemlerin AISI 8620 ve AISI 5115 çelik dişli çarkların mekanik özellikleri üzerindeki etkisinin incelenmesi

Bu çalışmada AISI 8620 (DIN 21NiCrMo2 / 1.6523) ve AISI 5115 (DIN 16MnCr5 / 1.7131) çeliklerinden yapılan, modülü 1.5 ve 2 olan helisel dişli çarklara uygulanan düşük basınçlı sementasyon, gaz sementasyon ve plazma nitrürleme yüzey sertleştirme ısıl işlemlerinin dişli çarkların mekanik özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Isıl işlem öncesi ve sonrasında dişli çark numunelerin sertlik dağılım profili, yüzey pürüzlülüğü, mikroyapılarında meydana gelen değişimler, boyutsal değişimleri ve numunelerin ömür değerleri kontrol edilmiştir. Numune mikroyapılarında meydana gelen değişimler optik mikroskop ve Clemex Vision Lite programı kullanılarak, numunelerin sertlik dağılım profili Emcotest Duroscan 20 mikrosertlik cihazı kullanılarak, yüzey profilleri ise Mitutoyo SJ-301 optik profilmetre ile incelenmiştir. Isıl işlemler sonrası dişlilerde meydana gelen boyutsal değişimlerin ölçülmesi için, 0.001 mm hassasiyetli mikrometre kullanılmıştır. Dişlilerin yorulma analizleri Solidworks Premium 2015 SP 2.0 CAD programı kullanılarak yapılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda, düşük basınçlı sementasyon işleminin gaz sementasyona göre istenen yüzey sertlik ve efektif sert tabaka kalınlığı değerlerini çok daha kısa işlem sürelerinde sağladığı belirlenmiştir. Uygulanan plazma nitrürleme işlem koşullarında, meydana gelen beyaz tabaka kalınlığı ve malzeme iç kısımları sertlik değerleri her iki çelik dişlide de istenen aralıklarda olmakla beraber, AISI 8620 çeliğinden yapılan ve modulü 1.5 olan dişlilerde elde edilen toplam difüzyon tabakası kalınlığı gerekli minimum değeri sağlayamamıştır. Isıl işlemler sonrası helisel dişlilerde en büyük boyutsal artışın, yüksek işlem sıcaklıklarında uzun işlem süreleri nedeniyle gaz sementasyon işlemi sonucunda meydana geldiği saptanmıştır. Isıl işlemler sonucunda dişlilerin yüzey pürüzlülük değerlerinin değişiklik gösterdiği ve iyi bir yüzey kalitesi için denenen tüm ısıl işlemler sonrasında yüzey bitirme işlemlerinin gerekli olduğu kanısına varılmıştır. Isıl işlemler sonrası meydana gelen yüzey sertliği ve sert tabaka derinliğinin yapılan ısıl işlem türlerine göre farklılık göstermesi dişlilerin ömürlerini etkilemiştir.