Termo-kimyasal kaplamaların TM-HSS çeliklerin sertlik ve aşınma performansına etkisi

Bu çalışmada, toz metalürjisi (TM) yöntemiyle üretilen 1.3377 çeliğinin 950 °C de 2 saat süre ile borlama, titanyumlama ve vanadyumlama işemine tabi tutularak, yüzeyde borür veya karbür fazları oluşturtularak, yüzey sertliklerinin artırılmasının, bu TM çeliklerin mikroyapısı ile oda sıcaklığı ve 500 °C'deki aşınma davranışlarına etkisi incelenmiştir. Oluşturulan kaplama tabakalarının karakterizasyonu Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM-EDS), X-Işınları Difraktometresi (XRD), mikrosertlik ve aşınma testi ile gerçekleştirilmiştir. 1.3377 TM çeliklerin talaşlı imalat işlemlerinde kesici uç olarak kullanım alanları göz önünde bulundurularak aşınma testleri ise oda sıcaklığı ve 500 °C'de açık hava ortamında 10 N yük ve 250m kayma mesafesinde Al2O3 bilyaya karşı gerçekleştirilmiştir. Metalografik çalışmalar borlama, titanyumlama ve vanadyumla kaplama işlemi sonunda yüzeyde sırasıyla 98±2,1 11±0,5, 13,5±0,6 µm kalınlığında ve 2566, 2037 ve 1800 HV0.05 sertliğinde ve 450-420-350 GPa elastite modülüne sahip sırasıyla kaplama tabakaları elde edilmiştir. Elde edilen kaplamalardaki baskın faz yapısı borlama, titanyumlama ve vanadyumlama için sırasıyla FeB, TiC ve VC olduğu tespit edilmiştir. Borür ve karbür fazların yüksek sertlikleri ve aşınma sırasında daha stabil oksit katmanları oluşturmaları sayesinde kaplanmış numuneler hem daha düşük sürtünme katsayısı hem de daha düşük aşınma hacim kayıpları sergilemiştir. TM 1.3377 çeliğinin oda sıcaklığında delaminasyon ve oksidasyon aşınma mekanizmalarına maruz kalmış iken 500 °C'de ise aşınma mekanizması adhesiv ve oksidasyona dönüşmüştür. Öte yandan, kaplanmış numunelerde ise aşınma mekanizmasının hem oda sıcaklığı hem de 500 °C'de adhesiv, oksidasyon ve delaminasyon şeklinde meydana geldiği tespit edilmiştir.