Silisyum ve mangan ilavesinin demir bazlı sert dolgu kaplamaların aşınma ve mikroyapı üzerindeki etkilerinin incelenmesi

Sert dolgu yüzey kaplamaları endüstride makine ekipman parçalarını korumak ve tamir-bakımlarını sağlamak için uzun yıllardır kullanılan mühendislik uygulamalarıdır. Bakım maliyetlerini düşürmek amacıyla yapılan bu uygulamada makine ekipman parçalarını aşınma, erozyon ve korozyon gibi hasarlardan koruyarak, parçaların çalışma ömürlerini uzatmak için yapılan yüzey kaplama işlemidir. Tüm bu işlemlerin yanı sıra artık makine ekipman parçaları alaşımsız malzemelerden üretilen yüzey kaplama işleminin ardından sahaya sürülmektedir. Günümüzde birçok sektörde nikel, kobalt, demir bazlı gibi farklı bileşimlerde sert dolgu yüzey kaplamaları kullanılmaktadır. Nikel ve kobalt alaşımlı sert dolgu yüzey kaplamaları maliyetlerinden dolayı sadece yüksek sıcaklık ve aşınma dayanımı, kavitasyon gibi özel alanlarda kullanılırken, demir bazlı sert dolgu kaplamaları düşük maliyetleri ile artık her alanda kullanılmaktadır. Bu yüzey kaplama işlemlerinde neredeyse tüm kaynak yöntemleri kullanılabilir ancak, malzemenin hassasiyetine ve ortam koşullarına bağlı olarak örtülü elektrot, gaz altı kaynağı, TIG kaynağı ve diğer kaynak yöntemli tercih edilir. Bu amaç doğrultusunda, bu çalışmada Fe-Cr-C esaslı sert dolgu yüzey kaplamalarında Silisyum ve mangan elementlerinin ilavesi ile kaplamın aşınma, sertlik ve mikroyapıları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sert dolgu yüzey kaplama işlemleri için dünya genelinde en çok tercih edilen elektrik ark kaynağı yöntemi kullanılmıştır. Alaşım için ferro-krom, ferro-silisyum ve ferro-mangan ve arkı stabilize etmek için ise rutil, kalsit, potasyum feldspat ve florit mineralleri ile örtü karşımı hazırlanmıştır. Bu örtü karışımı ekstrüder pres yardımıyla alaşımsız S1 kalite çekirdek tel üzerine kaplatılmış ve örtülü elektrotlar üretilmiştir. Üretilen bu örtülü elektrotlar altlık malzeme olan S355J2+N alaşımsız malzeme üzerine yüzey kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Yüzey kaplama yapılan numunelerin krom ve karbon sabit olacak şekilde ayarlanmıştır. Numuneler Si ve Mn miktarına göre gruplandırılmış ve metalografik olarak hazırlanmışlardır. Numunelerin TS EN ISO 15614-7 standartına göre kimyasal analizi ve 1 kg yük altında mikro sertlikleri, ASTM G133 standartına göre lineer (karşılıklı git-gel) aşınma dayanımları ve optik mikroskop ve SEM kullanılarak mikroyapıları incelenmiş ve birbirleri ile kıyaslanmıştır. Deneysel sonuçlar; yüzey kaplamaların alaşım miktarına bağlı olarak mekanik değerlerinde artış olduğu ve homojen faz dağılımlarına sahip olduğunu göstermektedir.