AISI 1045 ÇELİĞİNİN MEKANİK ALAŞIMLANMIŞ DEMİR ESASLI TOZLAR İLE KAPLANMASI VE AŞINMA DAVRANIŞININ ARAŞTIRILMASI

Abstract

Bu çalışma, kendi içerisinde üç aşamadan oluşmaktadır. İlk olarak, hazır alınmış Metco 350 NS ve Metco 101 SF tozları sırasıyla ağırlık bazında %10 ve % 90 oranlarında 60 saat boyunca 450 dev/dk hızla dönen yüksek enerjili bir öğütücüde mekanik alaşımlamaları gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada mekanik alaşımlanmış bu süper alaşımlı tozlar, hazır alınmış demir esaslı Metco 350 NS tozu içerisine yine ağırlık bazında %5, %10 ve %15 oranlarında takviyeleri yapılmıştır. Ardından hiç takviye yapılmamış demir esaslı tozlar ile takviyeli demir esaslı tozları AISI 1045 malzemesi yüzeyine toz alev püskürtme tekniği kullanılarak kaplamaları gerçekleştirilmiştir. Son aşamada ise kaplamalı yüzeyler, kuru sürtünme şartlarında blok on disk aşınma test cihazında aşınma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca kaplamalı yüzeyler, mikro sertlik ölçümlerine de tabi tutulmuştur. Tozların mekanik alaşımlanmasını göstermek için SEM analizlerinin yanı sıra hem kaplama yüzeyinin hem de aşınmış yüzeylerin optik mikroskoptan görüntüleri alınılmıştır.Yine yapılan çalışmada, takviye oranına bağlı olarak sertlik değerlerinin arttığı gözlenmiştir. Kaplamalı yüzeylerden alınan optik görüntülerde, porozite yoğunluğuna rastlanmıştır. Aşınma numuneleri incelendiğinde ise %15 takviye oranı dışında diğer takviyeli numunelerin sertlikle paralel bir şekilde aşınma dirençlerinin arttığı ve altlık malzemeye göre çok daha yüksek olduğu görülmüştür.

This study consists of three different stages. In the first part, mechanical alloying of supplied Metco 350 NS and 101 SF powders with a weight ratio of 10% and 90% respectively, are accomplished in a high energy milling machine at a speed of 450rpm for 60 hours. In the second part, the mechanically alloyed super powders are reinforced with the supplied iron based Metco 350 NS powders at the weight ratios of 5%, 10% and 15%, respectively. Then, coatings of the unreinforced iron based powders and reinforced iron based powders on the surface of AISI 1045 base material are performed by the powder flame spray process. Consequently, the wear experiments of the coated surfaces are performed on a the block-on-disc experimental setup at the dry friction conditions. In addition, coated surfaces are subjected to micro hardness tests. The photos of microstructure of coated and worn surfaces are taken in optic microscopy in addition to SEM images in order to analyze mechanical alloying of the coated powders.As a result of the study, micro hardness values of the coatings are observed to be increasing depending upon reinforcement weight ratio. In the optical images taken from the coated surfaces, a porosity intensity is observed. A proportionality between the hardness and wear resistance for the coatings are observed and become higher than previous coating having lower reinforcement material excepting the one including 15% weight ratio.