Journals / Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi / 2021 / Cilt: 14 - Sayı: 3
Effects of Chrome Plating, Boriding, Nitrocarburizing, Nitriding and Post-oxidation Treatments on The Tribological Properties of DIN 32CrMoV12-10 Steel
- Pages
- 936–949
- DOI
- —
Abstract
In this study, the effect of different surface treatments was investigated to improve the friction and wear properties of DIN 32CrMoV12-10 steel. For this purpose, chrome plating, boriding, nitrocarburizing+oxidation, nitriding+oxidation processes were applied to the samples prepared from DIN 32CrMoV12-10 steel. After the procedures, the structural, morphological and mechanical properties of the samples were determined by XRD, SEM, hardness measurement device and profilometer. In order to determine the tribological properties of the samples, pin-on-flat wear tests were carried out. It was observed that a chromium layer was formed on the surface of the material after chrome plating. In boronized samples, it was observed that a boron layer was formed on the surface of the material and a diffusion layer was formed below it. The formed layers contain Fe2B and FeB phases. In nitrocarburized+oxidized and nitrided+oxidized samples, it was observed that the oxide layer on the material surface, a white layer just below it and a diffusion zone extending to the inner parts of the material were formed. The oxide layer formed on the surface consists of Fe2O3 and Fe3O4 phases, while the white layer and diffusion layers consist of ε-Fe2-3N and γ'-Fe4N phases. Due to the increased plastic deformation resistance with oxide layers, hard nitride phases and diffusion layers, the highest wear resistance was obtained from nitrocarburized+oxidized and nitrided+oxidized samples
Özet
Bu çalışmada, DIN 32CrMoV12-10 çeliğinin sürtünme ve aşınma özelliklerinin iyileştirilmesi amacı ile farklı yüzey işlemlerinin etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, DIN 32CrMoV12-10 çeliğinden hazırlanan numunelere krom kaplama, borlama, nitrokarbürleme+oksidasyon, nitrürleme+oksidasyon işlemleri uygulanmıştır. İşlemler sonrasında, numunelerin yapısal, morfolojik ve mekanik özellikleri XRD, SEM, sertlik ölçüm cihazı ve profilometre ile belirlenmiştir. Numunelerin tribolojik özelliklerinin belirlenmesi amacı ile de pin-on-flat aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Krom kaplama sonrasında malzeme yüzeyinde krom tabakasının oluştuğu görülmüştür. Borlanmış numunelerde; malzeme yüzeyinde bor tabakası oluşumu ve düzey altında ise difüzyon tabakasının oluştuğu gözlemlenmiştir. Oluşan tabakalar Fe2B ve FeB fazlarını içermektedir. Nitrokarbürleme+oksidasyon ve nitrürleme+oksidasyon işlemi uygulanmış numunelerde ise malzeme yüzeyinde en üstte oksit tabakası olacak şekilde bunun hemen altında beyaz tabaka ve malzemenin iç kısımlarına uzanan difüzyon bölgesinin oluştuğu görülmüştür. Yüzeyde oluşan oksit tabakası Fe2O3 ve Fe3O4 fazlarından oluşmakta iken beyaz tabaka ve difüzyon tabakaları ε-Fe2-3N ve γ’ -Fe4N fazlarından oluşmaktadır. Oksit tabakaları, sert nitrür fazları ve difüzyon tabakaları ile artan plastik deformasyon direnci sebebiyle en yüksek aşınma direnci nitrokarbürleme+oksidasyon ve nitrürleme+oksidasyon işlemi uygulanmış numunelerden elde edilmiştir.