Alaaddin TOKTAŞ, Gülcan TOKTAŞ, Kenan GÜLSÜN

Matris yapısının ve borlama süresinin Cu-Ni-Mo alaşımlı Kgdd'in aşınma davranışına etkisinin incelenmesi

Bu çalışmada Cu-Ni-Mo alaşımlı küresel grafitli dökme demirin aşınma davranışı üzerine matris yapının(perlitik, temper martensitik ve ösferritik) ve 800ºC'de borlama süresinin (3, 4,5 ve 6 h) etkileriaraştırılmıştır. Aşınma testleri disk üzerinde ball tipi aşınma cihazında 6,8 N yük altında, 6,5 mm/s kaymahızında, oda sıcaklığında, kuru kayma şartlarında gerçekleştirilmiştir. Deneyler sırasında sürtünmekatsayıları elde edilmiştir. Matris yapıların ve borlanmış tabakaların sertlikleri, içyapıları ve aşınanyüzeylerin taramalı elektron mikroskop (SEM) incelemeleri yapılmıştır. Borlanmış tabakadaki bileşikleribelirlemek amacıyla 800ºC'de 6 h borlanan numunenin XRD incelemesi yapılmıştır. Borlama işlemiyle,yaklaşık olarak 37-61 µm arasındaki kalınlıklarda tek fazlı (Fe2B) bor tabakaları elde edilmiştir. Borlama işlemi ile döküm yapısına göre yaklaşık 3 kat, temper martensitik matris yapısına göre ise 2 kat daha fazlaaşınma direnci elde edilmiştir.

Effect of matrix structure and boriding time on the wear behaviour of Cu-Ni-Mo alloyed ductile iron

In this study, effects of matrix structure (pearlitic, tempered martensitic and ausferritic) and boriding time(3, 4,5 and 6 hours) at 800ºC on the wear behaviour of Cu-Ni-Mo alloyed ductile iron were investigated.Wear tests were performed by ball on disc type wear tester under the load of 6.8 N, at sliding speed of 6.5 mm/s, at room temperature and dry sliding conditions. The friction coefficients were obtained during weartests. The hardnesses, microstructures and worn surface examinations (SEM) of the matrix structures and borided layers were performed. XRD analysis were done on the specimen borided at 800ºC for 6 hours toidentify the compounds in borided layer. Single phased (Fe2B) boride layers approximately in the rangebetween 37-61 µm thicknesses were obtained by boronizing treatment. Wear resistances were increased 3and 2 times according to as-cast and tempered martensitic structures, respectively, by boronizing.

PDF

___

1. Cengiz S., Gençer Y., Influence of copper amount on the pack boronizing behaviour of Fe-Cu binary alloys, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30 (3), 339-349, 2015.
2. Casteletti L.C., Lombardi A.N., Totten G.E., Boriding, Encyclopedia of Tribology, Wang, Q.J., Chung, Y.W., Springer, USA, 249-254, 2013.
3. Şeşen F.E., Özgen, Ö.S., A study on electrothermochemical boronizing of an IF steel, J. Eng. Nat. Sci., 32, 334-347, 2014.
4. Şen U., Şen S., Yılmaz F., An evaluation of some properties of borides deposited on boronized ductile iron, J. Mater. Process. Technol., 148, 1-7, 2004.
5. Mu D., Shen B., The kinetics and dry-sliding wear properties of boronized gray cast iron, Adv. Mater. Sci. Eng., http://dx.doi.org/10.1155/2013/751971, article ID 751971,7 pages, 2013.
6. Özdemir Ö., Usta M., Bindal C., Üçışık A.H., Hard iron boride (Fe2B) on 99,97wt% pure iron, Vac., 80, 1391- 1395, 2006.
7. Castro G.A.R., Tinoco L.F.J., Mendez I.A.V., Amador A.M., Gutierrez H.M., Silva I.C., Damage mechanisms in AISI 304 borided steel: scratch and daimler-benz adhesion tests, Mater. Res., 18 (6), 1346-1353, 2015.
8. Şen U., Şen S., Yılmaz F., Structural characterization of boride layer on boronized ductile irons, Surf. Coat. Technol., 176, 222-228, 2004.
9. Kayalı Y., Yalçın Y., The effects of boro-tempering heat treatment on microstructural properties of ductile iron, Mater. Des., 32, 1414-1419, 2011.
10. Gül F., Çetin M., Küresel grafitli dökme demirin adhesif aşınma davranışı ve sürtünme kuvveti üzerine borlama süresinin etkisi, 6th International Advanced Technologies Symposium, Elazığ/Turkey, 303-306, 2011.
11. Meriç C., Şahin S., Backır B., Köksal N.S., Investigation of the boronizing effect on the abrasive wear behavior in cast irons, Mater. Des., 27, 751-757, 2006.
12. Gül F., Effect of boronizing surface treatment on the adhesive wear behavior of ferritic-pearlitic ductile iron, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 25 (2), 389-395, 2010.
13. Keddam M., Azouani O., Allaoui O., Sehisseh A., Characterization and boriding kinetics of EN-GJS-400- 15 cast iron, Journees Annuelles de la SF2M 2015, Materiaux et conversion d'energie, Posters, Paris, 26-28 Octobre 2015.
14. Ünlü B.S., Yılmaz S.S., Bor ve borlamanın kullanım alanları, Mühendis ve Makine, 47 (552), 48-54, 2006.
15. Şen U., Şen S., Köksal S., Yılmaz F., Fracture toughness of borides formed on boronized ductile iron, Mater. Des., 26, 175-179, 2005.
16. Kayalı Y., Yalçın Y., Taktak Ş., Adhesion and wear properties of boro-tempered ductile iron, Mater. Des., 32, 4295-4303, 2011.
17. Mohamed I.A., Ibraheem A.A., Khashaba M.I., Ali W.Y., Influence of heat treatment on friction and wear of ductile iron: I.role of copper and molybdenum", International Journal of Control, Automation and Systems, 2 (3), 23-30, 2013.
18. Barrau O., Boher C., Vergne C., Rezai-Aria F., Gras R., Investigations of friction and wear mechanisms of hot forging tool steels, 6th Internatioanal Tooling Conference, Karlstad, Sweden, 81-94, 10-13 September, 2002.
19. Şen U., Şen S., Yılmaz F., Effect of copper on boride layer of boronized ductile cast irons, Vac., 72, 199-204, 2004.
20. Wang H.D., Graphite solid lubrication materials, Encyclopedia of Tribology, Wang, J.Q. and Chung, Y.W., Springer Press, New York, 1550, 2013.
21. Devaraju A., A critical review on different types of wear of materials, Int. J. Mech. Eng. Technol., 6 (11), 77-83, 2015.
22. Ünlü B.S., Atik E., Investigation of tribological properties of boronized Fe-based SAE 1020 and TSDDK 40 journal bearings at high loads, Mater. Des., 31, 2690-2696, 2010.