Wear behaviour of Cr-Ni steels in H2SO4 solution

H2SO4 çözeltisi içerisinde krom -nikelli çeliklerin aşınma davranışları

Abstract

In this study, wear performances of Fe-0.4C-27Cr-5Ni and Fe-0.4C-18Cr-9Ni steels were examined. Microstructural characterization of the as-cast steels was made by microscopic examinations and X-ray diffraction analysis. Mechanical properties of the steels were determined by hardness measurements and Charpy impact tests at room temperature. Wear tests were performed on a reciprocating wear tester in %0-10 H2SO4 solutions. The tests were made under normal load of 275 g by rubbing a 10 mm diameter Al2O3 ball on the surface of the samples with a sliding velocity of 26 mm/s. After the wear tests, wear tracks developed on the worn surfaces were investigated by a profilometer and the results of the wear tests were quantified in the units of mm2 according to wear track area measurements. The matrixes of the Fe-0.4C-27Cr-5Ni and Fe-0.4C-18Cr-9Ni were identified as ferritic and austenitic, respectively. In the microstructures of both steels dominant carbide was Cr23C6. Fe-0.4C-27Cr-5Ni steel exhibited higher hardness and lower toughness than Fe-0.4C-18Cr-9Ni steel. In H2SO4 solutions, Fe-0.4C-27Cr-5Ni steel exhibited higher wear resistance than Fe-0.4C-18Cr-9Ni steel. Increase of concentration of H2SO4 solution resulted in decrease of wear resistance and friction coefficient of both steels.

Özet

Bu çalışmada, Fe-0.4C-27Cr-5Ni ve Fe-0.4C-18Cr-9Ni dökme çeliklerin konsantrasyonu % 0-10 arasında değişen H2SO4 çözeltisi içerisindeki aşınma davranışları incelenmiştir. Aşınma deneyleri, ileri-geri aşınma deney cihazında, 275 gr sabit yük altında ve 26 mm/s deney hızında 10 mm çapındaki Al2O3 bilyenin numune yüzeylerine sürtünmesi ile gerçekleştirilmiştir. Deney sonrası numune yüzeyinde oluşan aşınma izleri, yüzey profilometresi yardımı ile incelenmiş ve deney sonuçları aşınma iz alanları ölçülerek mm2 cinsinden alan kaybına göre değerlendirilmiştir. Deney sonuçları, Fe-0.4C-27Cr-5Ni çeliğinin Fe-0.4C-18Cr-9Ni çeliğine nazaran daha fazla aşındığını göstermiştir. Aşınma deneylerinin yapıldığı çözeltinin konsantrasyonunun artması çeliklerin aşınma direncini ve sürtünme katsayısını azaltmıştır.