AISI 316-L paslanmaz çeliğin yüzey işlemlerinde termo-kimyasal elektrolitik plazma teknolojisinin uygulanması

Yüzey özelliklerinin iyileştirilmesinde elektrolit olarak ara-yer elementlerinin kimyasal bağlı olduğu bileşikler saf su içinde çözündürülerek kullanılmıştır. Elektrolitler suda çözünebilen N (azot) ve C (karbon) gibi ara-yer element içeren inorganik tuzlardan seçilmiştir. 3 farklı elektrolit oluşturulmuştur. Birinci elektrolit H2N-CO-NH2, ikincisi NH4NO3 esaslı olarak seçilmiştir. Elektrolit/316 L ara yüzeyinde 300V ve daha yüksek gerilim uygulanarak yüksek enerjili plazma oluşturulmuştur. Yüksek enerjili plazma içinde iyonize olan N ve C elementleri 316L yüzeyine difüze olmuştur. Elektrolitik plazma difüzyon işlemleri, farklı çözeltiler kullanılarak 316 L paslanmaz çelik altlık için gerçekleştirilmiştir. Plazma difüzyon süresi 5 saniye ile 30 dakika arasında seçilmiştir. İşlemler sonucunda yüzeylerin N, C ve O içeren fazlardan oluştuğu, artan süreye bağlı olarak difüzyon mesafesinin ve sertliğin arttığı gözlenmiştir

Anahtar Kelimeler:

Elektrolitik Plazma, , Yüzey işlemleri, Sertlik, Difüzyon, Nitrasyon

PDF

___

1. “W. Gräfen, B. Edenhofer, Surface & Coatings Technology 200 (2005) 1830–1836” (n.d.).
2. “Heat Treating, Volume 4 of the ASM Handbook” (n.d.).
3. “M. Aliofkhazrae, A. S. Rouhaghdam, T. Shahrabi , Journal of Alloys and Compounds 460 (2008) 614–618” (n.d.).
4. “A.L. Yerokhin et al. Surface and Coatings Technology, Volume 122, Issues 2-3, 15 December 1999, Pages 73-93” (n.d.).
5. “T. Paulmier, J.M. Bell, P.M. Fredericks, Thin Solid Films 515 (2007) 2926–2934” (n.d.).
6. “M. Yaghmazadeh, C. Dehghanian, Plasma Process. Polym. 2009, 6, S168–S172” (n.d.).
7. “L. C. Kumruoğlu, A. Özel, Materials and Manufacturing Processes, Volume 25, Issue 9 September 2010, pages 923 – 931” (n.d.).
8. “M. Tarakci, K. Korkmaz, Y. Gencer, M. Usta, Surface and Coatings Technology, Volume 199, Issues 2-3, 22 September 2005, Pages 205-212” (n.d.).
9. “S.F. Luk, T.P. Leung, W.S. Miu, and I. Pashby, Materials Characterization 42 65–71 (1999)” (n.d.).
10. Levent Cenk Kumruoğlu, “Elektrolitik plazma teknolojisi ile çeliklere uygulanan yüzey modifikasyon işlemleri”, Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı (2012).
11. Kumruoglu*, L. C., “Improvement of Surface Properties of Pure Iron Modified by Novel Plasma Electrolytic Oxy-Carburising Technique”, JOURNAL OF MATERIALS AND ELECTRONIC DEVICES, 1(1), pp. 32–44 (2020).
12. Mukhacheva, T. L., Belkin, P. N., Dyakov, I. G., and Kusmanov, S. A., “Wear mechanism of medium carbon steel after its plasma electrolytic nitrocarburising”, Wear, 462–463, p. 203516 (2020).
13. Kusmanov, S. A., Silkin, S. A., and Belkin, P. N., “Effect of Plasma-Electrolytic Polishing on the Corrosion Resistance of Structural Steels after Their Anodic Saturation with Nitrogen, Boron, and Carbon”, Russ J Electrochem, 56(4), pp. 356–364 (2020).
14. Shen, D.-J., Wang, Y.-L., Nash, P., and Xing, G.-Z., “A novel method of surface modification for steel by plasma electrolysis carbonitriding”, Materials Science and Engineering: A, 458(1), pp. 240–243 (2007).
15. “E.I. Meletis, X. Nie, F.L. Wang, J.C. Jiang, Surface and Coatings Technology 150 (2002) 246–256” (n.d.).
16. “Y. Wang et al. Surface & Coatings Technology 204 (2010) 1685–1688” (n.d.).
17. “X. Nie et al. Surface and Coatings Technology 139-2001.135142” (n.d.).
18. Meletis, E. I., Nie, X., Wang, F. L., and Jiang, J. C., “Electrolytic plasma processing for cleaning and metal-coating of steel surfaces”, Surface and Coatings Technology, 150(2), pp. 246–256 (2002).
19. “H. Kato, M Sasase, N. Suiya, Tribology International43 (2010)925–928” (n.d.).
20. Cao, X., Prozorov, R., Koltypin, Y., Kataby, G., Felner, I., and Gedanken, A., “Synthesis of pure amorphous Fe2O3”, Journal of Materials Research, 12(2), pp. 402–406 (1997).
21. BELKIN P.N., and PASINKOV E.A., “Heat treatment and case hardening of steel subjected to heat in electrolyte solutions”, (4), pp. 12–17 (1989).
22. Taheri, P. and Dehghanian, C., “A Phenomenological Model of Nanocrystalline Coating Production Using the Plasma Electrolytic Saturation (PES) Technique”, p. 5 (n.d.). 23. Yu, J., Han, Y., Li, Y., Gao, P., and Li, W., “Mechanism and Kinetics of the Reduction of Hematite to Magnetite with CO–CO2 in a Micro-Fluidized Bed”, Minerals, 7(11), p. 209 (2017).
24. Yerokhin, A. L., Nie, X., Leyland, A., Matthews, A., and Dowey, S. J., “Plasma electrolysis for surface engineering”, Surface and Coatings Technology, 122(2), pp. 73–93 (1999).
25. “The characterization of cathodic plasma electrolysis of tungsten by means of optical emission spectroscopy techniques - IOPscience”, https://iopscience.iop.org/article/10.1209/0295-5075/110/48004.
26. “K. Marušić, H. Otmačić , D. Landek, F. Cajner , E. Stupnišek-Lisac, Surface & Coatings Technology 201 (2006) 3415–3421” (n.d.).
27. Gupta, P., Tenhundfeld, G., Daigle, E. O., and Ryabkov, D., “Electrolytic plasma technology: Science and engineering—An overview”, Surface and Coatings Technology, 201(21), pp. 8746–8760 (2007).
28. Tyulyapin, A. N., Tyurin, Yu. N., Traino, A. I., and Yusupov, V. S., “Electrolyte-plasma hardening of circular saws”, Met Sci Heat Treat, 40(1), pp. 11–13 (1998).
29. Mahzoon, F., Behgozin, S. A., Kazerooni, N. A., and Bahrololoom, M. E., “STUDY THE WEAR MECHANISM OF A PLASMA ELECTROLYTIC NITROCARBURISED (PEN/C) 316L AUSTENITIC STAINLESS STEEL”, 10(3), p. 5 (2013).
30. Mukhacheva, T. L., Belkin, P. N., Burov, S. V., Dyakov, I. G., Silkin, S. A., and Kusmanov, S. A., “Increasing wear resistance of austenitic stainless steel by anodic plasma electrolytic nitrocarburising”, Journal of Physics, p. 6 (2020).