Mikrodalga hibrit ve konvansiyonel ısıtma ile kutu borlama uygulanmış AISI 304l çeliğinin yüzey karakterizasyonu ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada AISI 304L östenitik paslanmaz çelik malzemesine mikrodalga hibrit ve konvansiyonel ısıtma yöntemiyle 850 °C, 900 °C ve 950 °C sıcaklıklarda 2, 4 ve 6 saat boyunca kutu borlama prosesi uygulanmış ve borlama sonrası oluşan borür tabakalarının mikroyapısal, mekanik ve tribolojik özellikleri karşılaştırılmıştır. Her iki yöntem ile gerçekleştirilen borlama işlemlerinde proses sıcaklığı ve süresi arttıkça hem FeB hem de Fe2B faz kalınlıklarının arttığı görülmüştür. XRD patern analizleri sonucunda numunelerde FeB, Fe2B, Cr2B ve Ni2B bileşikleri tespit edilmiştir. Konvansiyonel ısıtmada AISI 304L paslanmaz çelik alaşımında B aktivasyon enerjisi 255,90 kJ/mol olarak tespit edilirken, mikrodalga hibrit ısıtma ile aktivasyon enerjisi 154,35 kJ/mol'e düşmüştür. Mikrodalga hibrit ısıtma ile en yüksek sertlik 950 °C'de 4 saat borlanan numunede 2074,8 HV0,05 olarak tespit edilirken konvansiyonel ısıtma ile borlamada ise en yüksek sertlik değeri 950 °C'de 6 saat borlanan numunede 1947,5 HV0,05 olarak belirlenmiştir. Vickers indentasyon yöntemi ile gerçekleştirilen kırılma tokluğu testleri sonucunda numunelerin kırılma toklukları mikrodalga hibrit ısıtma ile 1,304 MPa·m1/2, konvansiyonel ısıtma ile 1,417 MPa·m1/2 olarak tespit edilmiştir. Daimler-Benz Rockwell-C adhezyon testleri sonucunda mikrodalga hibrit ısıtma ile 900 °C'de 6 saat, 950 °C'de 4 ve 6 saat borlanan numuneler dışında tüm numunelerin borür tabakaları-altlık adhezyon dayanımları yüksektir. Konvansiyonel ısıtma ile borlanan numunelerde ise 950 °C'de 4 ve 6 saat borlanan numuneler dışında tüm numuneler testlerde başarılı olmuştur. Mikrodalga hibrit ısıtma ile borlanan numunelerin %2 HNO3 çözeltisi içerisinde gerçekleştirilen korozyon testleri sonucunda 950 °C'de 6 saat borlanan numunelerin korozyon dayanımlarının borlanmamış AISI 304L paslanmaz çelik alaşımına oranla 95 kat yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Benzer borür tabakası kalınlıkları için aynı borlama sıcaklığı baz alındığında mikrodalga hibrit ısıtma ile proses süresinde 2 saat kazanç sağlanabilmekte veya aynı borlama süresi baz alınırsa 50 derece daha düşük proses sıcaklığında yapılan borlama ile daha yüksek kalınlıkta borür tabakası elde edilebilmektedir. Anahtar Kelimeler: Mikrodalga hibrit ısıtma, konvansiyonel ısıtma, kutu borlama, adhezyon direnci, kırılma tokluğu, korozyon.