Fatih KAHRAMAN, Gökçe Mehmet GENÇER, Süleyman KARADENİ

PLAZMA N İ TRÜRLENM İŞ X40CRMOV5-1 YÜKSEKALAŞ IMLI ÇEL İĞİ N AŞ INMA DAVRANI Ş ININİ NCELENMES İ

X40CrMoV5-1 yüksek ala ş ımlı çeliği farklı iş lem süreleri (3h, 5h ve 7h), farklı iş lem s ıcaklıkları (450, 500 ve550 o C) ve sabit gaz karış ımı (%75 H 2 + %25 N2) altında plazma nitrürlenmiş tir. Plazma nitrürlenmişX40CrMoV5-1 yüksek ala ş ımlı çeliğin plazma nitrürleme özellikleri faz bile ş imi, sertlik profili, bile ş ik tabakakalınlığı, difüzyon tabakas ının derinliği ve a ş ınma direnci ele alınarak incelenmiş tir. İ ncelemeler sonucundaX40CrMoV5-1 yüksek ala ş ımlı çeliğin yüzeyinde ikili nitrür tabakas ının oluş tuğu ve bu tabakalar ın (hem beyazve hem de difüzyon tabakas ının) kalınlıklar ının s ıcaklık ve zamanın artış ına ba ğlı olarak arttığı tespit edilmiş tir.Plazma nitrürleme yüzeyde oluş an difüzyon tabakas ının kalınlıklar ına ve sertliklerine ba ğlı olarak a ş ınmadirencini arttırdığı, fakat bile ş ik tabakanın yüksek sertliğinden dolayı kırılarak abrasif a ş ınmaya neden olarakaş ınma direncini azalttığı tespit edilmiş tir.

INVESTIGATION OF WEAR BEHAVIOUR OF PLASMA NITRIDED X40CrMoV5-1

X40CrMoV5-1 high-alloyed steel was plasma nitrided for different treatment times (3h, 5h and 7h) andtemperatures (450, 500 and 550 oC) under at a constant gas mixture (75% H 2+25% N2). The plasma nitridingproperties of X40CrMoV5-1 high-alloyed steel have been examined by evaluating phase composition, hardnessprofile, compound layer thickness, case depth and wear strength. It was found that double layers (compound anddiffusion) formed on the surface of the samples and increasing of treatment time and temperature has increasedthe layers thicknesses. It was found that plasma nitriding improves the wear strength, which depends onthicknesses and hardness of the diffusion layer, but the compound layer reduces the wear resistance by breakingoff and forming abrasive particles because of the high hardness.

PDF

___

1. Biermann, D., Weinert, K., Jansen, T., Noyen, M., Profile and shape grinding of high alloyed steels, International Journal of Microstructure and Materials Properties, Vol. 3, No 2/3, 413 423, 2008.
2. Novak, P., Vojtech, D., Serak, J., Pulsed-plasma nitriding of a niobiumalloyed PM tool steel, Materials Science and Engineering, A 393, 286 293, 2005.
3. Schaaff, P., Laser Nitriding of Metals, Progress in Materials Science, 47, 1-161, 2002.
4. Rajasekaran, B., Mauer, G., Vaßen, R., Röttger, A., Weber, S., Theisen, W., Thick tool steel coatings using HVOF spraying for wear resistance applications, Surface & Coatings Technology, 205, 24492454, 2010.
5. Neto, V.F., Vaz, R., Oliveira, M.S.A., Grácio, J., CVD diamond-coated steel inserts for thermoplastic mould tools - Characterization and preliminary performance evaluation, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 209, Issue 2, 1085-1091, 2009.
6. Sokovi, M., Bahor, M., On the inter-relationships of some machinability parameters in finish machining with cermet TiN (PVD) coated tools, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 78, Issues 1-3, 163-170, 1998.
7. Kowacs, W., Russell, W., An Introduction To Ion Nitriding, What Is It?, Why Is It Used?, Ion Nitriding, Proceeding of an International Conference on Ion Nitriding, Cleveland/Ohio, 917, 1986.
8. Karamış , M. B. İ yon Nitrürleme Esasları ve Çeliklere Uygulanmas ı, 4.Ulusal Makina Tasar ım ve İ malat Kongresi, ODTÜ, Ankara, 1990.
9. Duh, J. G., Lin, S. C. 1993. Nitriding Behaviour in Fe-Al-Mn-Cr-C Alloys at 1000-1100 Degree C, Journal of Materials Science , 28 (22), 5975- 5980.
10. Karamış , M. B. An investigation of the properties and wear behavior of plasma-nitrided hot-working steel (H13), Wear , 150, 331-342, 1991.
11. Karadeniz, S., Plazma Tekniği, TMMOB yayınlar ı, Ankara, Türkiye, 1990.
12. Karakan, M., Alsaran, A., Çelik, A., Effects of Various Gas Mixtures on Plasma Nitriding Behavior of AISI 5140 Steel, Materials Characterization, 49, 241 246, 2003.
13. M. Van Stappen, B. Malliet, L. Stals, L. De Schepper, J.R. Roos, J.P. Celis Characterization of TiN coatings deposited on plasma nitrided tool steel surfaces Materials Science and Engineering: A, 140, 554-562, 1991
14. Baycık H., İyon Nitrürleme Ve Çeliğin Özelliklerine Etkisi Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8 (1), 19-25, 2002.
15. Karaoğlu S., Karadeniz S., Karaoğlu Ç., Plazma Nitrürlenmiş Az Ala ş ımlı Bir Çeliğin Aş ınma Davranış ının İncelenmesi Deü Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, 3 (3), 85-92, Ekim 2001.
16. Kahraman F., Karadeniz S., Characterization and Wear Behavior of Plasma Nitrided Nickel Based Dental Alloy Plasma Chemistry and Plasma Processing, 31, 595604, 2011.
17. Polat Ş., Atapek Ş . H., Topaç H., Gaz Nitrasyon ile Yüzeyleri Sertle ş tirilmiş AISI 4140 ve DIN 1.2344 Çeliklerinde Mikroyapısal Karakterizasyon 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS11), Elaz ığ, 16- 18 May 2011.