AISI 4340 çeliğinin plazma nitrürlenmesi, mikroyapısal ve mekanik özelliklerinin karakterizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Mohammad BAFANDEGAN
Danışman: Ayhan Çelik
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:ÖZET Doktora Tezi AISI 4340 ÇELİĞİNİN PLAZMA NİTRÜRLENMESİ, MİKROYAPISAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN KARAKTERİZASYONU Mohammad BAFANDEGAN Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Ayhan ÇELİK Ortak Danışman: Prof. Dr. Alireza AKBARİ Normalleştirilmiş AISI 4340 çelik numuneleri, 1, 4 ve 8 saat boyunca 470°C, 520°C ve 570°C farklı nitrürleme sıcaklıklarında %50 N2-%50 H2 işlem gazı karışımında plazma nitrürlenmiştir. Bileşik ve difüzyon tabakaları, optik ve elektron mikroskopi gözlemleri, X-Işını difraksiyon analizi ve mikro sertlik testi kullanılarak tanımlandı. Plazma nitrürlemeye bağlı olarak oluşan artık gerilme, XRD g-sin^2 ψ metodu ile ölçülmüştür. Sabit gerilmeli genlik ters eğilme yorulma testleri (R=−1) yapıldı. Sonuçlar, nitrürlenmiş numunelerde bileşik ve difüzyon tabakalarından oluştuğunu göstermiştir. Nitrürleme sıcaklığının arttırılması azot alımını arttırır ancak dekarburizasyonunu yoğunlaştırır. Dekarbürizasyon, bileşik tabakası kompozisyonunu, kalınlığını, kesitsel sertlik profilini ve yüzey sertliği değerlerini güçlü bir şekilde etkiler. Buna bağlı olarak, daha yüksek nitrit sıcaklıklarında, γ-Fe4N ve ε-Fe2-3N bileşik katmanı, Fe-Fe4N'ye dönüşür ve 570°C'de nitrürlenme süresi yükseldikçe bileşik tabaka kalınlığı azalır. 8 saat boyunca 470°C'de nitrürlenen numuneler için 7 µm'lik en kalın bileşik tabaka elde edilmektedir. Difüzyon tabakası kalınlığı, nitrürleme sıcaklığı ve süresinin artmasıyla artar ve 8 saat boyunca 570°C'de nitrürlenen numuneler için 350 µm'lik en kalın difüzyon tabakası elde edilmektedir. En yüksek 750 HV yüzey sertliği, 8 saat boyunca 470°C'de nitrülenen numune için elde edilmektedir. Yüksek nitrürleme sıcaklıklarında (570°C) nitrürlenme süresi yüzey sertliğini olumsuz etkilenmektedir. S-N eğrileri, plazma nitrürlenen numunelerin yorulma dayanımı maks. %52 Nitrürlenmamış numuneler göre artmasını gösterdi ve maksimum yorulma mukavemeti, 470°C'de 8 saat boyunca plazma nitrürlenmesinden sonra 550 MPa'ya ulaştı. Plazma nitrürleme nedenile oluşan yüzey sertliği, nitrid tabakası kalınlığı ve bası artık gerilmeler, yorulma dayanımının iyileştirilmesinde ana rol oynadığı gösterilmiştir. 2019, 91 sayfa Anahtar Kelimeler: Plazma Nitrürleme, AISI 4340 çelik, Mikroyapı, Artık gerilme, Yorulma dayanımı