Termokimyasal yöntem ile AISI 1045 çelik yüzeyinin borlanması

Özet

Türkiye bor rezervleri açısından zengin bir ülkedir. Borun üstün özelliklerinden dolayı bir çok araştırmacı bu bileşiklerle ilgilenmiştir. Yüzey kaplama için kullanılan en basit metotlardan biri olan borlama, bir çok araştırmacı tarafından çalışılan cazip bir konudur. Borlama termokimyasal bir metottur ve diğer yüzey işlem metotlarıyla kıyaslandığında iyi oksidasyon ve korozyon direnci, yüksek aşınma direnci ve sertliğe sahiptir. Bu çalışmada, orta karbonlu AISI 1045 çelik yüzeyinin horlanması amaçlanmıştır. Borlama işlemi; susuz boraks, borik asit ve ferro silisyum içeren sıvı banyoda farklı sıcaklık ve tutma sürelerinde gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda oluşan kaplama tabakalarının kalınlıkları ve sertlikleri ölçülmüş, X-ışınları difraksiyon yöntemiyle tabakada oluşan fazlar belirlenmiştir. Yapılan borlama işlemleri sonucunda, borlama sıcaklığı ve süresi arttıkça borür tabaka kalınlığının ve sertliğinin arttığı gözlenmiştir. Borür tabaka kalınlıkları 60-200 $mu m$ arasında değişmiştir. Malzemenin orijinal sertliği 180 kg/mm2 iken 850, 900 ve 950 °C'de 6 saat süreyle kaplanan malzemenin sertliği sırasıyla 1635, 1789 ve 1845 kg/mm2 olarak tespit edilmiştir.

Abstract

In the world and our country, there are plenty of boron reservoir and boron compounds have superior properties. Because of these, many researcher are studing with these compounds. Boronizing being one of the simplest methods used for surface coating have been worked extensively by many researchers. Boronizing is a thermochemical method and when it is compared with the other surface treatment methods, it has good oxidation, corrosion, high wear resistance and hardness. In this study, boronizing treatment has been carried out into the liquid bath consisting of dehydrated borax, calcined boric acid and ferrosilicon at different temperatures and times. The thickness and hardness of coated layers were measured and phases in the layers were determined by XRD methods. It has been demonstrated that, thickness and hardness values of boride layers increased as boronizing temperature and time increased. The thickness of boride layer ranged between 60-200 $mu m$. While original steel hardness is 180 kg/mm2, hardness values of formed layers at 850, 900 and 950°C for 6 hours were obtained 1635, 1789 and 1845 kg/mm2 respectively.