Dergiler / İmalat Teknolojileri ve Uygulamaları / 2026 / Cilt: 6 Sayı: 1

Farklı Sıcaklıklardaki Isıl İşlemin Akımsız Ni-B Kaplamalı 32CrMoV12-10 Alaşımının Yapısal Ve Tribolojik Özelliklerine Etkisi

Effect of Heat Treatment at Different Temperatures on The Structural and Tribological Properties of Electroless Ni-B Coated 32CrMoV12-10 Alloy

Muharrem Pul(KIRIKKALE ÜNİVERSİTESİ, KIRIKKALE MESLEK YÜKSEKOKULU)0000-0002-0629-3516
Sayfa
135–149
Yayın Tarihi
2025-04-30
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Açık atmosferde ısıl işlemin çelik ara yüzeyinde oksidasyona neden olduğu ve bu durumun kaplama işleminde nikelin çeliğe difüzyonunu engellediği sonucuna varılmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, savunma sanayinde yaygın olarak kullanılan ve dövme yöntemi ile üretilen 32CrMoV12-10 namlu malzemesine, banyo içerisinde hazırlanan sulu çözeltide akımsız kaplama yöntemi ile nikel-bor (Ni-B) kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Kaplanan numuneler daha sonra farklı sıcaklıklarda ısıl işleme tabi tutulmuştur.
💡
Sonuç & Katkı:Açık atmosferde ısıl işlemin çelik ara yüzeyinde oksidasyona neden olduğu ve bu durumun kaplama işleminde nikelin çeliğe difüzyonunu engellediği sonucuna varılmıştır.
🔬Tür:Uygulamalı Anket & Alan Araştırması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:32CrMoV12-10 alaşımı · Akımsız kaplama · Nikel-Bor kaplama

Özet

Bu çalışmada, savunma sanayinde yaygın olarak kullanılan ve dövme yöntemi ile üretilen 32CrMoV12-10 namlu malzemesine, banyo içerisinde hazırlanan sulu çözeltide akımsız kaplama yöntemi ile nikel-bor (Ni-B) kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Kaplanan numuneler daha sonra farklı sıcaklıklarda ısıl işleme tabi tutulmuştur. Bu ısıl işlemlerin tribolojik ve mikro yapısal özellikler üzerine etkileri incelenmiştir. Tüm kaplanan numunelerde karnabahar benzeri yüzey yapısı oluşmuştur. XRD analizi, argon atmosferinde 250°C'de ısıl işlem uygulanan numunenin yapısının amorf olduğunu göstermiştir. En yüksek sertlik değeri argon atmosferinde 350°C'de ısıl işlem uygulanan numunede, en düşük sertlik ise amorf yapıya sahip argon atmosferinde 250°C'de ısıl işlem uygulanan numunede ölçülmüştür. Argon atmosferinde 300, 350 ve 400°C'de ısıl işlem uygulanan numunelerin aşınma dirençlerinin önemli ölçüde iyileştiği görülmüştür. Açık atmosferde ısıl işlemin çelik ara yüzeyinde oksidasyona neden olduğu ve bu durumun kaplama işleminde nikelin çeliğe difüzyonunu engellediği sonucuna varılmıştır. Amorf argon atmosferinde 250°C'de ısıl işleme tabi tutulan numunenin yüzey pürüzlülüğü diğer tüm numunelerden daha yüksek bulunmuştur. En iyi yüzey pürüzlülük değeri argon atmosferinde 350°C işlem koşullarında elde edilmiştir. Birbirini destekleyen tüm veriler bir araya getirildiğinde endüstriyel ölçekte nikel-bor (Ni-B) kaplama işleminden sonra yüksek sıcaklık ısıl işlemi yerine argon atmosferinde 350°C'de en uygun ısıl işlem sıcaklığının olduğu belirlenmiştir.

Abstract

In this article, Ni-B (nickel-boron) plating process was performed on 32CrMoV12-10 barrel material, which is widely used in the defense industry and produced by forging method, by electroless plating method in aqueous solution prepared in a bath. The coated samples were then heating process at 250, 300, 350 and 400C temperatures. The effects of these heat treatments on tribological and microstructural properties were investigated. Cauliflower-like surface structure was formed on all coated samples. In XRD analysis, it was observed that an amorphous structure was formed in the sample heating processat 250°C in argon environment. The highest hardness was measured on the surface of the sample heating processat 350°C in argon environment, while the lowest hardness was measured on the surface of the sample with amorphous structure and heating process at 250°C in argon environment. It was observed that there was a notable increase in the wear endurance of the samples heating process at 300°C, 350°C and 400°C in argon environment. It was concluded that heat treatment in an open atmosphere causes oxidation at the steel interface, which prevents the diffusion of nickel into the steel in the plating process. The surface roughness of the sample heating process at 250°C in an amorphous argon atmosphere was higher than all other samples. The best surface roughness value was obtained at the argon atmosphere 350°C treatment conditions. When all the data supporting each other are brought together, it is determined that the most suitable heat treatment temperature is at 350°C in argon atmosphere instead of high temperature heat treatment after Ni-B plating process on an industrial scale.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Özyurt, E. K., Pul, M. (2025). Farklı Sıcaklıklardaki Isıl İşlemin Akımsız Ni-B Kaplamalı 32CrMoV12-10 Alaşımının Yapısal Ve Tribolojik Özelliklerine Etkisi. İmalat Teknolojileri ve Uygulamaları, Cilt: 6 Sayı: 1, 135–149. https://doi.org/10.52795/mateca.1638437

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (23)

  1. M. Karslı, Polymer Composite material selection for light weapons, Master's Thesis, Karadeniz Technical University, Institute of Science and Technology, Turkey, 2016.
  2. S. Yavuz, Anodic oxidation of gun body material AA7075-T6 alloy, Master's Thesis, Karadeniz Technical University, Institute of Science and Technology, Turkey. 2018.
  3. E. Göksu, Weapons in Turkish culture, second ed., Otüken Publishing, Tokat, 2015.
  4. A.T. Rutci, Development of barrel material used in light weapons and examination of processing parameters, Master's Thesis, Sakarya University, Institute of Science and Technology, Turkey, 2019.
  5. J.R. Davis, Surface hardening of steel, first ed., Materials Park, ASM International, 2002.
  6. J.R. Davis, Surface engineering for corrosion and wear resistance, first ed., ASM International, 2001.
  7. J. Taha-Tijerina, K. Aviña-Camarena, R. Torres-Sánchez, C. Dominguez-Ríos, D. Maldonado-Cortes, Tribological evaluation of electroless Ni–B coating on metal-working tool steel, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Int J Adv Manuf Technol, 103 (2019) 1959–1964.
  8. G. Cies´lak, M. Gostomska, A. Dabrowski, T. Ciciszwili-Wyspianska, K. Skroban, A. Mazurek, E. Wojda, M. Głowacki, T. Rygier, A. Gajewska-Midziałek, Properties of Ni-B/B Composite Coatings Produced by the Electroless Method under Semi-Technical Line Conditions, Processes, 12 (2024) 1280. https://doi.org/10.3390/pr12061280
  9. S. Arias, M. Gómez, E. Correa, F. Echeverría-Echeverría, J. Guillermo Castaño, Effect of heat treatment on the tribological properties of Nickel-Boron electroless coating, Revista Facultad de Ingeniería, 27:47 (2018) 103-110. http://doi.org/10.19053/01211129
  10. İ. Çelik, M. Karakan, F. Bülbül, Investigation of structural and tribological properties of electroless Ni–B coated pure titanium, Proc IMechE Part J: J Engineering Tribology, 230:1 (2016) 57–http://doi.org/10.1177/1350650115588568 F. Bülbül, H. Altun, V. Ezirmik, Ö. Küçük, Investigation of structural, tribological and corrosion properties of electroless Ni–B coating deposited on 316L stainless steel, Proc IMechE Part J: J Engineering Tribology, 227:6 (2012) 629-639. http://doi.org/10.1177/1350650112464928
  11. H. Çep, H. Kovacı, H. Çimenoğlu, A. Çelik, Effects of Chrome Plating, Boriding, Nitrocarburizing, Nitriding and Post-oxidation Treatments on The Tribological Properties of DIN 32CrMoV12-10 Steel, Erzincan University Journal of Science and Technology, 14:3 (2021) 936-949. https://doi.org/10.18185/erzifbed.959667
  12. https://www.aubertduval.com (Download Date, 25 September.2023)
  13. H. Çep, Improvement of barrel life and ballistic performance made of DIN 32CrMoV12-10 steel with different surface treatments. PhD Thesis, Istanbul Technical University, Graduate Education Institute, Turkey, 2022.
  14. Y. Jia, J. Lai, J. Yu, H. Qi, Y. Zhang, H. He, Tribological behaviors of electroless nickel‑boron coating on titanium alloy surface, Chinese Journal of Mechanical Engineering, 37 (2024) 13. https://doi.org/10.1186/s10033-024-00990-1
  15. https://portal.totalmateria.com/tr Reference: WL 1.7765: 2008 / Steel tube for machine guns - 32CrMoV12-10- Quenched and tempered steel (Download Date: 25.08.2023)
  16. E.K. Özyurt, A study of the nickel-boron coating of the barrel material 32CrMoV12-10 alloy and after coating heat treatment parameters effects on tribological strenght of the alloy, Master's Thesis, Kırıkkale University, Institute of Science and Technology, Turkey, 2024.
  17. E.K. Özyurt, M. Pul, Effect of heat treatment parameters on surface roughness in electroless nickel-boron coating of barrel material 32CrMoV12-10 alloy, 4th International Conference on Engineering and Applied Natural Sciences, Konya, 2023: pp. 452-456.
  18. F. Doğan, E. Duru, M. Uysal, et al., Investigation of mechanical and tribological characteristics of Ni-B coatings deposited on steel, Boron 6:1 (2021) 209 – 215. https://doi.org/10.30728/boron.762584
  19. V. Vitry, L. Bonin, Increase of boron content in electroless nickel-boron coating by modification of plating conditions, Surface & Coatings Technology, 311 (2017) 164-171. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.01.009
  20. M. Anik, E. Körpe, E. Şen, Effect of coating bath composition on the properties of electroless nickel-boron films, Surface and Coatings Technology, 202 (2008) 1718-1727. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2007.07.031
  21. S. Pal, N. Verma, V. Jarayam, S. K. Biswas, Y. Riddle, Characterization of phase transformation behavior and microstructural development of electroless Ni–B coating, Materials Science and Engineering A, 528:28 (2011) 8269-8276. doi:10.1016/j.msea.2011.07.060
  22. S. Arias, J. G. Castaño, E. Correa, F. Echeverría, M. Gómez, Effect of heat treatment on tribological properties of ni-b coatings on low carbon steel: wear maps and wear mechanisms, Journal of Tribology, 141:9 (2019) 091601. https://doi.org/10.1115/1.4043906
  23. F. Zhao, H. Hu, J. Yu, J. Lai, H. He, Y. Zhang, H. Qi, D. Wang, Mechanical and tribological properties of Ni-B and Ni-B-W coatings prepared by electroless plating, Lubricants, 11:42 (2023) 1-13. https://doi.org/10.3390/lubricants1102004 A. Mukhopadhyay, T. K. Barman, P. Sahoo, Effects of heat treatment on tribological behavior of electroless Ni–B coating at elevated temperatures, Surface Review and Letters, 25:2 (2018) 1850014. https://doi.org/10.1142/S0218625X18500142