TIG ergitme yöntemi kullanılarak AISI 1040 orta karbonlu çelik yüzeyinin grafit takviyeli ferro ti ile kaplanabilirliğinin incelenmesi

Yüzey modifikasyonu olarak ifade edilen GTA ile kaplama yönteminde, arzu edilen bileşim ve oranlarda, yüzeyde ince bir tabaka oluşturmak için, esas malzemeye metalurjik olarak bağlanmış kaplama malzemesinin hızlı katılaştırılması işlemine dayanmaktadır. Gaz tungsten ark yöntemiyle yapılan kaplama teknolojisi yeni bir yöntem değildir. Fakat yapılan işlem bakımından, üretimin aynı şartlarda daha kalın bir tabaka elde etmenin ve istenilen bileşim ve oranlarda bir kaplama tabakası oluşturmanın çok daha kolay uygulanması ve ucuz olması bakımından benzer yöntemlere göre daha avantajlıdır. Bu tez çalışmasında, alt tabakası 1040 paslanmaz çelik yüzeyine farklı oranlarda grafit takviyeli TiC/Grafit tozu GTA kaynak yöntemi kullanılarak yüzey kaplama işlemi yapılmıştır. Kaplama işlemi sonrası numuneler kaplama kalınlıkları ve mikroyapı morfolojisi optik mikroskop ile incelenmiştir. Ayrıca numunelerin taramalı elektron mikroskobu (SEM), Enerji dağılımlı spektrometresi (EDS), X-Işını kırınımı (XRD) cihazları ile mikroyapı, elementel dağılım ve faz bileşenleri analiz edilmiştir. Ayrıca kaplama tabakasının mekanik özelliklerini belirlemek için mikrosertlik ve aşınma cihazları kullanılıp sertlik değerleri ölçülmüş olup aşınma sonuçları mikroyapı ile karakterize edilmiştir. SEM ve EDS analiz sonuçlarından daha düzgün ve homojen kaplamaların oluştuğu ve yoğun dendritik yapıların olduğu gözlenmiştir.Kaplama ve alt tabaka arasında iyi bir metalurjik bağın oluştuğu optik mikroyapı ve SEM sonuçlarından tespit edilmiştir. EDS sonuçlarından görüldüğü üzere kaplama tabakasından alt tabakaya doğru gidildikçe Ti, C elementinin azaldığı gözlemlenmiştir. C elementinin ise kaplama tabakası ile birlikte arayüzün alt kısımlarına doğru gidildikçe artışını devam ettirdiği bunun temel nedeni olarak da alt tabakada yer alan C elementinin yüzeye doğru çıkmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. XRD analiz sonucunda tüm numunelerde baskın fazın TiC fazı ile birlikte iv Fe7C3, Fe3C ve martenzit fazlarının olduğu, düşük pik değerlerinde α-Fe ve δ-Fe fazlarının da oluştuğu tespit edilmiştir. Optik mikroskop yardımı ile ölçülen kaplama kalınlıklarıda ise 1144 j/mm enerji girdisine sahip N2 numunesinde kaplama kalınlığı 2270 μm iken, 899 j/mm enerji girdisine sahip N4 numunesinde ise 580 μm olarak ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlar ile TIG yöntemi ile kaplama çalışmasında kaplama kalınlığında enerji girdisinin önemli bir faktör olduğu düşünülmektedir. Kaplama yüzeylerinden alınan mikrosertlik ölçüm sonuçları değerlendirildiğinde %5 C takviyeli numunenin 857 HV0.1 değeri ile en yüksek ortalama mikrosertlik değerine sahip olduğu gözlemlenmiştir. En düşük sertlik değeri ise. %1 C takviyeli numuneden ise 756 HV0.1 ortalama mikrosertlik değeri elde edilmiştir. Takviyesiz olarak ölçüm yapıldığında ise 715 HV0.1 ortalama mikrosertlik değeri elde edilmiştir. Sonuç olarak C miktarı arttıkça sertliğin de buna bağlı olarak arttığı gözlemlenmiştir. Yüksek değerlerin ana kaynağının ergime akabinde katılaşma sonrası kaplama bölgesinde oluşan karbür fazlarının etkisi olduğu düşünülmektedir. C ilavesiyle birlikte mikrosertliğin en yüksek %5 C kaplama numunesinden elde edilmiştir. Aşınma sonuçları değerlendirildiğinde C ilavesine bağlı olarak sürtünme katsayısının düştüğü ve aşınma direncinin arttığı belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre en düşük sürtünme katsayısının N6 nolu numunede 0.2 elde edilirken en düşük sürtünme katsayısının ise N1 nolu numunede 0.6 olarak ölçülmüştür. Bu sonuçlar ışığında aşınma ve milkrosertlik değeri düşük olan AISI 1040 çeliğinin TiC/C ile kaplanması sonucunda mikrosertlik değerlerinin yükseldiği ve aşınma direncinin arttığı tespit edilmiştir.