Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: FAİK YILAN
Danışman: Halim Kovacı
Özet:
Amaç: Tekrarlı yükler altında çalışan makine parçalarının yorulma ömrü yüzeylerinde bulunan çentikler, çatlaklar ve geometrik düzensizlikler sebebiyle önemli ölçüde azalmaktadır. Bu sebeple, makine parçalarında yorulma çatlağının başlaması ve ilerlemesi üzerine etkili olan çentik etkisinin iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, çentikli parçaların yorulma dayanımının plazma nitrürleme işlemi ile iyileştirilmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: AISI 4140 çelik malzemeden sırasıyla Kt= 1.63, 1.41, 1.27 ve 1.19 teorik gerilme yığılma faktörü ile dört farklı yarıçap (r=1, 2, 4 ve 8mm) değişimi oluşturulmuş olup akabinde 2 ve 9 saatlik %25N2-%75H2 gaz karışımı kullanılarak 480℃ sıcaklıkta plazma nitrürleme işlemi uygulanmıştır. İşlemsiz ve plazma nitrürlenmiş numunelerin yapısal ve faz özellikleri XRD, SEM ve optik mikroskop ile detaylı olarak incelenmiştir. Yüzey sertliği ve difüzyon tabakasının kalınlığının değerleri mikrosertlik ölçümleri ile belirlenmiştir. İşlemsiz ve plazma nitrürlenmiş numunelerin yorulma dayanımları dönel eğilmeli yorulma test cihazı ile belirlenmiştir.
Bulgular: Hem işlemsiz hem de plazma nitrürlenmiş çentikli parçaların yorulma dayanımları, artan Kt değeri ile azalmıştır. Plazma nitrürlenmiş tüm çentikli parçalar, işlemsiz olanlardan daha yüksek yorulma dayanımı göstermiştir ve yorulma dayanımındaki artışın seviyesi, artan Kt değeri ile azalmıştır. Plazma nitrürlenmiş çentikli parçaların yorulma özelliklerinin, yüzeyde oluşan bası artık gerilmeleri ve difüzyon tabaka kalınlığına bağlı olarak işlemsiz parçalara kıyasla iyileştirildiği tespit edilmiştir.
Sonuç: Plazma nitrürlenmiş çentikli parçalarda, yorulma çatlak başlangıcının malzemenin iç kısımlarında gerçekleştiği ve bunun sonucunda da yorulma dayanımının işlemsiz numunelere kıyasla artış gösterdiği gözlemlenmiştir. Gerilme yığılma faktörü en düşük olan ve uzun sürelerle nitrürlenen numunelerin yorulma özelliklerinde %72'ye varan iyileşme sağlanmıştır.