Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University Cilt 28, No 1, 7-14, 2013 Vol 28, No 1, 7-14, 2013

PLAZMA NTRRLENM X40CRMOV5-1 YKSEK ALAIMLI ELN AINMA DAVRANIININ

NCELENMES

Fatih KAHRAMAN, Gke Mehmet GENER, Sleyman KARADENZ Dokuz Eyll niversitesi Mhendislik Fakltesi Makina Mhendislii Blm, 35397, zmir, fatih.kahraman@deu.edu.tr, mehmet.gencer@deu.edu.tr, suleyman.karadeniz@deu.edu.tr

(Geli/Received: 18.08.2011; Kabul/Accepted: 06.12.2012)

ZET

X40CrMoV5-1 yksek alaml elii farkl ilem sreleri (3h, 5h ve 7h), farkl ilem scaklklar (450, 500 ve 550 oC) ve sabit gaz karm (%75 H2 + %25 N2) altnda plazma nitrrlenmitir. Plazma nitrrlenmi X40CrMoV5-1 yksek alaml eliin plazma nitrrleme zellikleri faz bileimi, sertlik profili, bileik tabaka kalnl, difzyon tabakasnn derinlii ve anma direnci ele alnarak incelenmitir. ncelemeler sonucunda X40CrMoV5-1 yksek alaml eliin yzeyinde ikili nitrr tabakasnn olutuu ve bu tabakalarn (hem beyaz ve hem de difzyon tabakasnn) kalnlklarnn scaklk ve zamann artna bal olarak artt tespit edilmitir. Plazma nitrrleme yzeyde oluan difzyon tabakasnn kalnlklarna ve sertliklerine bal olarak anma direncini arttrd, fakat bileik tabakann yksek sertliinden dolay krlarak abrasif anmaya neden olarak anma direncini azaltt tespit edilmitir. Anahtar Kelimeler: X40CrMoV5-1, Plazma nitrrleme, Anma INVESTIGATION OF WEAR BEHAVIOUR OF PLASMA NITRIDED X40CrMoV5-1

HIGH ALLOY STEEL

ABSTRACT X40CrMoV5-1 high-alloyed steel was plasma nitrided for different treatment times (3h, 5h and 7h) and temperatures (450, 500 and 550 oC) under at a constant gas mixture (75% H2+25% N2). The plasma nitriding properties of X40CrMoV5-1 high-alloyed steel have been examined by evaluating phase composition, hardness profile, compound layer thickness, case depth and wear strength. It was found that double layers (compound and diffusion) formed on the surface of the samples and increasing of treatment time and temperature has increased the layers thicknesses. It was found that plasma nitriding improves the wear strength, which depends on thicknesses and hardness of the diffusion layer, but the compound layer reduces the wear resistance by breaking off and forming abrasive particles because of the high hardness. Keywords: X40CrMoV5-1, Plasma nitriding, Wear 1. GR (INTRODUCTION) Yksek alaml elikler yksek mekanik ve fiziksel zelliklere ihtiya duyulan alanlarda kullanlmaktadr. Bu eliklerin yksek mekanik zelikleri ve anma direncine sahip olmas nedeniyle daha ok talal imalat ve plastik ekil verme ilemlerinde takm ve kalp malzemesi olarak kullanlmaktadr. X40CrMoV5-1 elii scak ortam alma artlarna uygun, yksek mukavemet ve tokluk zelliklerine sahip olmas nedeniyle genellikle kalp malzemesi olarak kullanlmaktadr [1].

Kalp malzemesi olarak kullanlan eliklerde genel olarak sertleebilirlik, yksek anma direnci, yksek tokluk ve sertlik deerleri ile belli bir miktara kadar ekil deitirme kabiliyeti arzu edilen zelliklerdir. Kalp malzemesi olarak kullanlan malzemelerin anma direncinin arttrlmas iin sertletirme ilemlerine tabi tutulmas ve sertletirme yntemi nedeniyle malzemenin boyut toleranslarnn bozulmamas ok nemlidir. Bu elikler su verme ve tuz banyolarnda sertletirme gibi geleneksel yntemler ile sertletirildii zaman boyut toleranslarn koruyamamas ve ok yksek sertlik

F. Kahraman ve ark. Plazma Nitrrlenmi X40CRMOV5-1 Yksek Alaml eliin Anma Davrannn ncelenmesi

8 Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 28, No 1, 2013

deerlerine ulalamamas gibi nemli sorunlar ile karlalmaktadr. Takm ve kalp mrnn arttrlmas iin gnmzde plazma nitrrleme [2], lazer nitrrleme [3], termal pskrtme [4], CVD [5] ve PVD [6] kaplama gibi eitli yzey ilemleri kullanlmaktadr. Plazma nitrrleme yntemi sahip olduu avantajl zellikler nedeniyle (evreye zararl olmamas, ilem sresinin ksal, dk gaz sarfiyat nedeniyle ucuz olmas, ilem sonras para yzey przllnn dk olmas, parada arplma ve ekil bozuklarna neden olmamas vb.) metal kalplarn yzey sertliinin arttrlmasnda n plana kmaktadr. Bu yntem ile gaz basnc, gaz miktar, gaz bileimi, plazma gerilimi ve ilem zaman gibi ilem parametreleri deitirilerek para yzeyindeki sertleen tabaka kalnlklar ve sertleme miktarlar ayarlanabilmektedir [7]. zellikle Almanya, Fransa, Avusturya ve Japonya gibi endstrisi gelimi lkelerde plastik ekil verme ilemlerinde kullanlan makine paralarnn (merdane ve kalplar) plazma nitrrleme yntemleri ile yzeyleri sertletirilmektedir [8]. Scak i takm malzemelerinin nitrrlenmesine etki eden faktrler gnmze kadar pek ok aratrmacnn ilgisini ekmi bir konudur. Ancak bu konuda yaplan almalar arasnda bir biri ile uyum gstermeyen pek ok sonu bulunmutur. Dolays ile bu konuda netlik kazanmam baz hususlar bulunmaktadr. Bunlar ierisinde en nemli olan scaklk ve zamana bal olarak tabaka geliimidir. Bu almalar ierisinde Duh ve Lin yaptklar almalarda zaman ve scaklk artna bal olarak tabaka kalnlnn arttn belirtirken [9], Karam yapt almalar ile tabaka kalnlnn belli bir ilem sresinden sonra artmadn ve durduunu belirtmektedir [10]. Plazma nitrrleme ynteminde plazma ierisinde belirli bir kinetik enerjiye sahip olan iyonlar salma, snma ve birikme olaylarn gerekletirerek ilem gren paralarn d yzeyinde sert tabakalar olutururlar. Daha ak bir ifadeyle yzeyde ince, sert bir nitrr tabakas meydana getirirler. Bu tabaka, demir bazl alamlarda iki ksmdan oluur. Dtaki tabakaya mikroskoptaki grn nedeniyle beyaz veya yap ierisinde farkl fazlarn bulunmasndan dolay bileik tabaka, iteki tabakaya ise difzyon tabakas denmektedir. Beyaz tabaka Fe4N () veya Fe2-3N () fazlarndan birisi veya ikisinin karmndan ibarettir. Bu tabakann zellikleri nitrr yapsnn homojenliine ve kalnlna bal olarak deiir. Eer Fe4N () ve Fe2-3N () fazlar birlikte oluuyorsa farkl kafes yaplar nedeniyle i gerilmeler artmakta ve dolaysyla gevrek krlmaya olan eilim artmaktadr [11]. Bu nedenle plazma nitrrleme ynteminde nitrrleme ilemine gemeden nce H2 gaz ile yaplacak olan bir n temizlik ilemi, sertletirmeye elverili temiz bir yzey tabakas elde edilerek, beyaz tabaka kalnln azaltmakta ve

gevreklii ortadan kaldrmaktadr. Ayrca nitrrleme ileminde kullanlan gaz karm ierisindeki H2 miktarnn artmas da beyaz tabaka kalnlnn azalmasn salamaktadr [12]. Beyaz tabakann hemen altndaki difzyon tabakas ince taneli ve iyi dalm sert nitrr fazlar ierir. Difzyon blgesi eliin cinsine ve ilem parametrelerine bal olarak 75 m veya daha kaln olabilir. Bu almada farkl scaklklar ve ilem srelerinde nitrrlenmi X40CrMoV5-1 yksek alaml eliin plazma nitrrleme davran, nitrr tabakasnn iyaps, morfolojik zellikleri zerine plazma nitrrleme parametrelerinin etkisi ve elde edilen tabakalarn anma direnci zerine etkileri incelenmitir. 2. DENEYSEL ALIMALAR (EXPERIMENTAL) almada X40CrMoV5-1 yksek alaml elik kullanlmtr. 8x10 mm ebatlarndaki numuneler, nitrrleme ileminden nce 1050 oCde 30 dakika yada su verme ilemine tabi tutulmutur. Plazma nitrrleme ileminde azot difzyonu ve nitrr fazlarnn oluumu iin malzemelerin tane boyutu, atomlar aras mesafe ve dislokasyon younluunun etkisi byktr. Kk tane boyutu ve yksek dislokasyon younluuna sahip martenzit inecikleri elikte yksek azot difzyonuna neden olur [13, 14]. Anma direncinin yksek olmas istenen eliklerde zellikle difzyon tabakasnn kaln olmas arzulanmaktadr. Bu nedenle almamzda da difzyon tabakasn geniletmek iin plazma nitrrleme ileminden nce tm numunelere su verilmitir. Su verme ilemi sonucunda numunelerin yzey sertlikleri ortalama 280 HV den 640 HVye karlmtr. Sertletirilen numuneler plazma nitrrleme ilemine tabi tutulmutur. Deneylerde kullanlan sistem ekil 1de verilmi olan Glow Discharge Nitrrleme sistemidir. Yntemde scaklk lm, alttan paraya temas eden Ni-CrNi termokupl vastasyla llmektedir. Nitrrleme ileminden nce numuneler katot zerine yerletirilmi ve ilem odas basnc 2,2 10-2 mbar olana kadar vakuma alnmtr. Daha sonra salma ilemi iin gaz basnc 6 mbar olana kadar ieriye hidrojen gaz verilmitir. Salma ilemi ile nitrrlenmeye uygun bir yzey temizliine ve yzey przllne sahip bir yzey elde edilmitir. Salma ilemi, 250 oC ilem scakl ve 30 dakika sreyle gerekletirilmitir. Bu ilemden sonra % 75 H2, % 25 N2 sabit gaz karm vakum odasna verilerek 6 mbarlk bir ilem basncnda nitrrleme ilemi gerekletirilmitir. Deneyler 450, 500 ve 550 oC scaklk ve 3, 5 ve 7 saat ilem srelerinde gerekletirilmitir. Nitrrleme ilemi sona erdikten sonra vakum odasna 7 mbar azot gaz verilerek numuneler oda scaklna kadar vakum ortamnda soutulmutur.

Plazma Nitrrlenmi X40CRMOV5-1 Yksek Alaml eliin Anma Davrannn ncelenmesi F. Kahraman ve ark.

Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 28, No 1, 2013 9

Nitrrlenen numuneler metalografik muayene ve sertlik testi iin bakalite alndktan sonra zmparalanm ve parlatlmtr. Parlatlan numuneler %3lk Nital dalama svs ile yaklak 8-10 saniye dalanmtr. Dalama ileminden sonra numuneler optik mikroskop ve SEM (Scanning Electron Microscobe = Taramal Elektron Mikroskobu) ile incelenmi ve tabaka kalnlklar llmtr. Nitrr tabakalarnn faz bileimini Cu K radyasyon kullanan XRD (X-Ray Diffraction = X-In Difraksiyonu) ile incelenmitir. Sertlik deneyleri 80 g yk altnda 10 s ykleme sresiyle gerekletirilmitir. Sertlik lmleri yzeyden balayarak difzyon tabakasnn bitimine kadar 20 m aralklarla yaplmtr. Anma deneyleri pin-on disk tipi anma cihaznda 40 N sabit yk altnda ve kuru srtnme artlarnda yaplmtr. 3. SONULAR VE TARTIMA (RESULTS AND DISCUSSION) XRD sonular incelendiinde farkl ilem scaklklar ve srelerinde nitrrlenen X40CrMoV5-1 yksek alaml elik numunelerin yzeyinde benzer fazlarn olutuu grlmektedir. Yzey tabakasndaki ana fazlar (Fe2-3N) ve (Fe4N) demir nitrrleridir. Sabit ilem scaklnda farkl ilem srelerinde nitrrlenmi numuneler incelendiinde ilem sresinin artna bal olarak (Fe2-3N) nitrrnn azald buna karn (Fe4N) nitrrnn ise artt grlmektedir (550 oC). (Fe4N) nitrr ancak 5 saatlik bir ilem sresinden sonra olumaktadr (ekil 2). lem scaklnn deimesi durumunda sadece 500 oCde nitrrlenen numunelerde (Fe4N)

younluunun azald, (Fe2-3N) nitrr younluunun ise artt dolaysyla beyaz tabakann tek fazl bir yap oluumuna ynlendii grlmektedir (ekil 3). Fe2-3N nitrrnn hacim merkezli kbik, Fe4N nitrrnn yzey merkezli kbik kafes yapsna sahip olmas, dolaysyla farkl kristal kafesi boyutlarna sahip olan iki fazn ayn tabakada i ie bulunmalar nedeniyle bu fazlar yap ierisinde i gerilmelere neden olmaktadr. 550 oCde 7 saat plazma nitrrlenmi bir numunenin ekil 4ada optik mikroskopta ve ekil 4bde ise SEMde kesit grn grlmektedir. Farkl ilem scaklklarnda ve srelerinde nitrrlenmi tm numunelerde olduu gibi bu numunede de yzeyden merkeze doru beyaz (bileik) tabaka ve difzyon tabakas olarak bilinen iki farkl tabaka olumutur. En dtaki tabaka ok ince bir ekilde dalm demir nitrr (Fe2-3N ve Fe4N) fazlarn ieren beyaz (bileik) tabakadr. Bu tabakann hemen altndaki tabaka ise difzyon tabakasdr ve azot burada ya kristal kafes ierisinde arayer atomu olarak ya da ok ince dalm keltiler eklinde bulunmaktadr. Beyaz tabaka keskin ve niform snrlara sahiptir. Difzyon tabakas ise yzeyden ie doru ineli keltiler eklinde olumakta ve merkeze yaklatka bu keltiler kaybolmaktadr. Bu nedenle difzyon tabakas keskin snrlara sahip deildir ve bu tabakann genilii sertlik deneyleri sonucunda elde edilen sertlik-yzeyden olan mesafe dalm ile belirlenir [15]. Bu nedenle beyaz tabaka kalnl optik mikroskop ile incelemede direk llebilirken difzyon tabakas kalnl ancak sertlik deneyinde sertliin yzeyden olan mesafeye bal deiimi ile tespit edilebilmektedir [16].

ekil 1. Plazma nitrrleme sisteminin ematik diyagram (Schematic diagram of plasma nitriding system)

F. Kahraman ve ark. Plazma Nitrrlenmi X40CRMOV5-1 Yksek Alaml eliin Anma Davrannn ncelenmesi

10 Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 28, No 1, 2013

ekil 2. 550 oC de 3, 5 ve 7 saat nitrrlenmi X40CrMoV5-1 yksek alaml elik numunelere ait XRD difraksiyon grafikleri (XRD diffractions of X40CrMoV5-1 high alloy steel samples that are nitrided for 3, 5 and 7 hours at 550 oC)

ekil 3. Nitrrlenmemi, su verilmi ve eitli ilem scaklklarnda 5 saat plazma nitrrlenmi numunelere ait XRD difraksiyon grafikleri (XRD diffractions of tempered, untreated and nitrided samples at different temperatures for 5 hours)

Oksit tabakas

Beyaz tabaka

Mikrosertlik izleri

Difzyon tabakas

a bekil 4. 550 oC de 7 saat nitrrlenen numunede oluan tabakalar a) Optik mikroskop grnts b) SEM grnts

(The layers on nitrided sample for 7 hours at 550 oC) a) Optical microscopy image b) SEM image

Plazma Nitrrlenmi X40CRMOV5-1 Yksek Alaml eliin Anma Davrannn ncelenmesi F. Kahraman ve ark.

Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 28, No 1, 2013 11

450 oC gibi ilem scaklklar ierisindeki en dk scaklklarda bile beyaz tabaka oluumu gzlenmitir. Elde edilen en ince tabakalar bu scaklk deerinde nitrrlenen numunelere aittir (beyaz tabaka 15,75 m ve difzyon tabakas da 87,45 m). Tabaka kalnlklarnn ilem scaklk ve sresinin artna bal olarak deitii; ilem scaklk ve sresinin artna bal olarak beyaz tabaka kalnlnn artt grlmtr (ekil 5). Beyaz tabaka kalnlnn artnda 500 oCde ani bir sramann olduu, bu scaklktan itibaren beyaz tabaka oluum hznn artt tespit edilmitir. Plazma nitrrlenmi tm numunelerin yzeyinde

nemli sertlik art meydana gelmitir. Tm numunelerin beyaz tabaka sertlik deerleri 1000 HV nin zerindedir. Sertlik deerleri yzeyden merkeze doru azot konsantrasyonunun azalmasna bal olarak azald grlmektedir. Sertlik deerlerindeki bu d ekil 4a daki fotorafta yzeyden merkeze doru ilerledike sertlik izlerinin bymesinden de ak bir ekilde grlebilmektedir. Plazma nitrrlenmi tm numunelere ait yzeyden merkeze doru sertlik deiimi ekil 6da grlmektedir. ekil 4a ve ekil 6dan grld gibi tabakalarn sertlik deerleri ilem sresinin artna bal olarak artmaktadr. En yksek sertlik deerleri 500 oCde nitrrlenen numunelerde tespit edilmitir.

ekil 5. Plazma nitrrlenmi numunelerin yzeyinde oluan tabakalarn ortalama kalnlk deiimleri (Averagethickness evolutions of layers that are developed on the surface of plasma nitrided samples)

ekil 6. Plazma nitrrlenmi tm numunelere ait sertliin yzeyden olan mesafeye bal deiimi (Hardnessdistributions of all plasma nitrided samples that depend on depth from surface)

Beyaz tabaka Difzyon tabakas

550 3 550 5 550 7 500 3 500 5 500 7450 3 450 5 450 7

Taba

ka k

aln

l (m

)

0

50

100

150

200

250

300

F. Kahraman ve ark. Plazma Nitrrlenmi X40CRMOV5-1 Yksek Alaml eliin Anma Davrannn ncelenmesi

12 Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 28, No 1, 2013

500 oCnin zerindeki scaklklarda uzun sreli nitrrleme ilemlerinde tabakalarn sertlik deerlerinde bir d meydana gelmektedir. Sertlikteki bu dn keltilerin irilemesinden kaynakland dnlmektedir. Ksa ilem sreleri ve dk scaklklarda (450 oCnin altnda) ise azot nfuziyeti ve kelti younluu dk olduu iin tabakalarn sertlik deerleri de nispeten daha dktr. Bu sonu zellikle slah eliklerinin nitrrlenmesinde elde edilen sonularla benzerdir [17]. ekil 7de nitrrlenmemi ve 5 saat farkl ilem scaklklarnda nitrrlenmi numunelerde anma deneyi sonucunda meydana gelen ktle kayb kayma mesafesine bal olarak verilmitir. Kuru srtnme artlar altnda nitrrlenmemi numuneler nitrrlenmi numunelere gre daha dk anma direnci gstermilerdir. Plazma nitrrlenmemi numunenin ktle kayb kayma mesafesinin artna bal olarak srekli artmaktadr ve ktle kayb miktar her zaman plazma nitrrlenmi numunelerinkinden ok daha fazladr. 5500 m kayma mesafesinden sonra nitrrlenmemi ve 450 oCde 5 saat ve 500 oCde 5 saat nitrrlenmi numunelerin anma yzeyleri ekil 8de grlmektedir. Nitrrlenmemi numunede ok dk miktarda plastik ekil deitirme ve abrasif anmadan dolay ok derin iziklerin olutuu tespit edilmitir (ekil 8a). 450 oCde nitrrlenen numunelerde ok hafif anma izikleri grlrken (ekil 8) 500 oC ve zerindeki scaklklarda nitrrlenen numunelerde (ekil 8c) ise baz abrasif partikller grlmektedir. Bu partikller ok sert ve krlgan olan bileik tabakann yk altnda paralanmasyla olumaktadr

ve anma miktarn arttrc rol stlenmektedir. Bunun sonucunda 500 oC ve zerindeki scaklklarda nitrrlenen numunelerin anma direnci 450 oCde nitrrlenen numunelerinkine gre daha dktr. Beyaz tabakann olduka sert ve gevrek olmas ve maksimum kayma gerilmelerinin yzeyde olumas nedeniyle atlaklarn en st yzeyde bulunan bu tabaka ierisinde oluma riskini arttrmaktadr. Bunun sonucunda sert ve krlgan olan beyaz tabaka yk altnda paralanarak abrasif partikllere dnmektedir. lem scaklnn deiimine bal olarak 5 saat sreyle nitrrlenen numuneler karlatrldnda beyaz tabaka sertliinin artt ve dolaysyla krlganlnn da artna bal olarak numunelerin anma miktarnn da artt grlmektedir. Bu nedenle X40CrMoV5-1 eliinde beyaz tabaka kalnlnn ok ince olmas ve hatta olumamas, anma direncini arttrmas bakmndan daha arzu edilen bir durumdur. Beyaz tabakada, XRD analizlerinde belirtildii zere 500 oCde nitrrlenen numunelerde (Fe4N) younluu azalmakta, (Fe2-3N) nitrr younluu artarak beyaz tabakay tek fazl bir yapda, 450 ve 550 oCde nitrrlenen numunelerde ise bu numunenin aksine beyaz tabakann iki fazl bir yapda olduu grlmektedir. Fe2-3N nitrrnn hacim merkezli kbik, Fe4N nitrrnn yzey merkezli kbik kafes yapsna sahip olmas nedeniyle farkl kristal kafesi boyutlarna sahip olan bu iki fazn tabakalarda yaratt i gerilmeler nedeniyle anma direncini azaltma ynnde bir etki yaratacaklardr. Ancak ekil 6 ve 7de grld zere bu elikler iin sertlik ve tabaka kalnlnn anma direnci zerinde yaratt etkiye nazaran faz yapsnn etkisi daha azdr.

ekil 7. Nitrrlenmemi ve farkl ilem scaklklarnda 5 saat nitrrlenmi numunelerin anma deneyisonucunda meydana gelen ktle kayb erileri (Graphs of resultant mass decrease after wear tests of untreated and nitridedsamples for 5 hours at different temperatures)

Plazma Nitrrlenmi X40CRMOV5-1 Yksek Alaml eliin Anma Davrannn ncelenmesi F. Kahraman ve ark.

Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 28, No 1, 2013 13

4. SONU (CONCLUSION) almada, sertlikleri 230 HVden 640 HVye su verilerek karlan X40CrMoV5-1 yksek alaml elik numuneler % 75 H2 + % 25 N2 sabit gaz karm altnda farkl scaklk ve ilem srelerinde nitrrlenmitir. Elde edilen tm numunelerde beyaz ve difzyon olmak zere iki farkl tabaka olumutur. Tabakada kalnlklar scaklk ve zamann artna bal olarak artmaktadr. XRD analizlerinde beyaz tabakann faz yapsnn scakla bal olarak deitii tespit edilmitir. 500oCde nitrrlenen numunelerin

beyaz tabakalarnda (Fe4N) younluunun azald, (Fe2-3N) nitrr younluunun ise artarak bu tabakay tek fazl bir yap oluurken dier numunelerin beyaz tabakalarnn iki fazl bir yapda olduu tespit edilmitir. Buna gre X40CrMoV5-1 yksek alaml eliinde tabaka kalnl (geliimi) scaklk ve zamann artna bal olarak artmaktadr. Su verme ilemi sonucunda numunelerin yzey sertlikleri ortalama 280 HV den 640 HVye karken plazma nitrrleme yapldnda ise beyaz tabaka (yzey) sertlii tm numunelerde

ekil 8. 5500 m kayma mesafesinden sonra elde edilen anma izleri a) Plazma nitrrlenmemi b) 450 oC de 5saat nitrrlenmi c) 500 oC de 5 saat nitrrlenmi (Observed wear scratches after 5500 m sliding distance a) Untreated sampleb) Nitrided sample for 5 hours at 450 oC c) Nitrided sample for 5 hours at 500 oC)

a

b

c

Optik Mikroskop SEM

F. Kahraman ve ark. Plazma Nitrrlenmi X40CRMOV5-1 Yksek Alaml eliin Anma Davrannn ncelenmesi

14 Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 28, No 1, 2013

1000 HV nin zerine kmakta ve yzeyden mesafe arttka sertlii azalmaktadr. En yksek yzey sertlik deerleri 500 oC scaklkta nitrrlenen numunelerde elde edilmi, bu scaklk deerinden sonra yzey sertlik deerlerinin azald tespit edilmitir. Beyaz ve difzyon tabakalarnn anma davran zerinde etkilerinin farkl olduu, difzyon tabakasnn kalnlklarna ve sertlik deerlerine bal olarak anma direncini arttrd, fakat beyaz tabakann yksek sertliinden dolay krlarak abrasif anmaya neden olarak anma direncini azaltt tespit edilmitir. En yksek anma direncini 450 oCde nitrrlenen numuneler gstermitir. KAYNAKLAR (REFERENCES) 1. Biermann, D., Weinert, K., Jansen, T., Noyen, M.,

Profile and shape grinding of high alloyed steels, International Journal of Microstructure and Materials Properties, Vol. 3, No 2/3, 413 423, 2008.

2. Novak, P., Vojtech, D., Serak, J., Pulsed-plasma nitriding of a niobiumalloyed PM tool steel, Materials Science and Engineering, A 393, 286293, 2005.

3. Schaaff, P., Laser Nitriding of Metals, Progress in Materials Science, 47, 1-161, 2002.

4. Rajasekaran, B., Mauer, G., Vaen, R., Rttger, A., Weber, S., Theisen, W., Thick tool steel coatings using HVOF spraying for wear resistance applications, Surface & Coatings Technology, 205, 24492454, 2010.

5. Neto, V.F., Vaz, R., Oliveira, M.S.A., Grcio, J., CVD diamond-coated steel inserts for thermoplastic mould tools - Characterization and preliminary performance evaluation, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 209, Issue 2, 1085-1091, 2009.

6. Sokovi, M., Bahor, M., On the inter-relationships of some machinability parameters in finish machining with cermet TiN (PVD) coated tools, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 78, Issues 1-3, 163-170, 1998.

7. Kowacs, W., Russell, W., An Introduction To Ion Nitriding, What Is It?, Why Is It Used?, Ion

Nitriding, Proceeding of an International Conference on Ion Nitriding, Cleveland/Ohio, 917, 1986.

8. Karam, M. B. yon Nitrrleme Esaslar ve eliklere Uygulanmas, 4.Ulusal Makina Tasarm ve malat Kongresi, ODT, Ankara, 1990.

9. Duh, J. G., Lin, S. C. 1993. Nitriding Behaviour in Fe-Al-Mn-Cr-C Alloys at 1000-1100 Degree C, Journal of Materials Science, 28 (22), 5975-5980.

10. Karam, M. B. An investigation of the properties and wear behavior of plasma-nitrided hot-working steel (H13), Wear, 150, 331-342, 1991.

11. Karadeniz, S., Plazma Teknii, TMMOB yaynlar, Ankara, Trkiye, 1990.

12. Karakan, M., Alsaran, A., elik, A., Effects of Various Gas Mixtures on Plasma Nitriding Behavior of AISI 5140 Steel, Materials Characterization, 49, 241 246, 2003.

13. M. Van Stappen, B. Malliet, L. Stals, L. De Schepper, J.R. Roos, J.P. Celis Characterization of TiN coatings deposited on plasma nitrided tool steel surfaces Materials Science and Engineering: A, 140, 554-562, 1991

14. Bayck H., yon Nitrrleme Ve eliin zelliklerine Etkisi Pamukkale niversitesi Mhendislik Fakltesi Mhendislik Bilimleri Dergisi, 8 (1), 19-25, 2002.

15. Karaolu S., Karadeniz S., Karaolu ., Plazma Nitrrlenmi Az Alaml Bir eliin Anma Davrannn ncelenmesi De Mhendislik Fakltesi Fen Ve Mhendislik Dergisi, 3 (3), 85-92, Ekim 2001.

16. Kahraman F., Karadeniz S., Characterization and Wear Behavior of Plasma Nitrided Nickel Based Dental Alloy Plasma Chemistry and Plasma Processing, 31, 595604, 2011.

17. Polat ., Atapek . H., Topa H., Gaz Nitrasyon ile Yzeyleri Sertletirilmi AISI 4140 ve DIN 1.2344 eliklerinde Mikroyapsal Karakterizasyon 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS11), Elaz, 16-18 May 2011.

/ColorImageDict > /JPEG2000ColorACSImageDict > /JPEG2000ColorImageDict > /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 300 /GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth -1 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict > /GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict > /JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200 /MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict > /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile () /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False

/CreateJDFFile false /Description > /Namespace [ (Adobe) (Common) (1.0) ] /OtherNamespaces [ > /FormElements false /GenerateStructure false /IncludeBookmarks false /IncludeHyperlinks false /IncludeInteractive false /IncludeLayers false /IncludeProfiles false /MultimediaHandling /UseObjectSettings /Namespace [ (Adobe) (CreativeSuite) (2.0) ] /PDFXOutputIntentProfileSelector /DocumentCMYK /PreserveEditing true /UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged /UntaggedRGBHandling /UseDocumentProfile /UseDocumentBleed false >> ]>> setdistillerparams> setpagedevice