Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Karabük Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Makine Mühendisliği, Türkiye
Tez Danışmanı: Doç. Dr. Okan Ünal
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Bu tezi destekleyen bir program bulunmamaktadır
Özet:
| Bu çalışmada, bir sfero dökme demir çeşidi olan GGG60'a plazma nitrürleme ve indüksiyonla sertleştirme yüzey modifikasyon işlemleri uygulanmıştır. Plazma nitrürleme için 400 ℃, 450 ℃ ve 500 ℃ olmak üzere 3 farklı sıcaklık; 0.5 saat, 2 saat ve 4 saat olmak üzere üç farklı nitrürleme süresi uygulanmıştır. İndüksiyonla sertleştirme ise 15 kW, 17 kW, 19 kW ve 21 kW olmak üzere 4 farklı indüksiyon gücü; 9 ve 11 saniye olmak üzere iki farklı indüksiyon süresi için uygulanmıştır. Numuneler kuru aşınma testlerine tabii tutulmuştur. Aşınma testleri ball-on-disk yöntemiyle, 40 Hz frekansta, 10N, 20N ve 30N olmak üzere 3 farklı yükte, 1 saat boyunca yapılmıştır. Aşınma testleri sırasında anlık olarak sürtünme katsayılarındaki değişimler de incelenmiştir. Numunelerin mikroyapıları SEM ve EDS ile araştırılmıştır. Aşınma izlerinin incelemesi ise SEM ve 3D yüzey profilometresi ile yapılmıştır. Ayrıca tüm numunelerden kesit alınıp sertlik ölçümleri yapılmıştır. Aşınma sonuçları hacim kaybı ve spesifik aşınma oranı açısından değerlendirilmiştir. Ardından bu parametreler için optimizasyon yapılmıştır. Optimizasyon yöntemi olarak yüzey yanıt yöntemi (RSM) kullanılmıştır. Sonuçlar, her iki yüzey modifikasyon işleminin de yüzey kalitesini olumsuz etkilediğini ve sürtünme katsayısını arttırdığını göstermiştir. Plazma nitrürleme sonrası yüzeyde bileşik tabaka, altında difüzyon bölgesi, en iç bölgede ise azot atomlarının ulaşamadığı çekirdek bölgesi olduğu görülmüştür. Bileşik tabaka ve difüzyon bölgesi kalınlıkları nitrasyon sıcaklığının ve süresindeki artışla birlikte artmıştır. İndüksiyonla sertleştirme sonrası yüzey ve yüzeye yakın bölgelerdeki grafit nodüllerinde çözünme olduğu bulunmuştur. İndüksiyon gücü ve süresindeki artışla çözünme de artmıştır. Numunelerin sertlik sonuçları her iki yüzey sertleştirme işleminin de yüzey sertliklerini arttırdığını göstermiştir. Nitrürleme sıcaklığı ve süresindeki artış sertlikleri de arttırmıştır. İndüksiyon gücündeki ve süresindeki artış sertlikleri arttırmıştır. İndüksiyonla sertleştirme ile plazma nitrürlemeden daha yüksek sertliklere ulaşılmıştır. Tüm işlemler değerlendirildiğinde fazla aşınan numunelerin işlem görmeyen numuneler olduğu görülmüştür. Yüzey modifikasyon işlemleri hacim kaybını azaltmış, aşınma performansını arttırmıştır. Aşınma yükündeki artış ise hacim kaybını arttırmıştır. Spesifik aşınma oranı sonuçları incelendiğinde ise; en yüksek aşınma oranının işlem görmeyen numunede olduğu bulunmuştur. Plazma nitrürleme uygulanan numuneler için işlem süresi ve sıcaklığındaki artış aşınma oranını azaltmıştır. İndüksiyonla sertleştirme uygulanan numuneler için de indüksiyon gücü ve süresindeki artışın aşınma oranını azalttığı bulunmuştur. İndüksiyonla sertleştirme uygulanan numuneler, plazma nitrürleme uygulanan numunelerden daha düşük spesifik aşınma oranlarına sahiptir. Ayrıca aşınma yükü artışı spesifik aşınma oranını da arttırmıştır. | |||