Küresel grafitli dökme demir yüzeylerinin $MoSi_2$ ile yüzey modifikasyonu

Bu çalışmada ısı kaynağı olarak TIG tekniği kullanarak küresel grafitli dökme demirin yüzeyine MoSi2 tabakasının kaplanması ve i,lem sonunda yüzeydeki içyapı gelişimi ve sertlik değişimlerini incelemek amaçlanmıştır. Küresel grafitli dökme demirlerin yüzeyine kanal açılarak MoSi2 tozu yerleştirilmiştir. TIG yöntemi kullanılarak yüzeydeki MoSi2 toz eritilmi,tir. Deney numunelerinin yüzeyinde metalürjik olarak yeniden alaşımlanmış bölge olu,umu sağlanarak, küresel grafitli dökme demir numune yüzeylerinde oluşan tabakanın, mikro yapı ve mikro sertlik karakteristiği incelenmiştir. Yüzey ala,ımlaması yapılan bölgelerde önemli sertlik artı,ları kaydedilmi,tir. Sertlik artışında uygulanan teknik gereği bölgesel olarak artan aşırı soğuma miktarına bağlı sementit olu,umu, molibdenin kritik soğuma hızlarını azaltarak sertle,ebilirliği arttırması ve yüzey tabakasındaki molibden ve grafitlerden kaynaklanan karbon varlığına bağlı olarak molibden karbür tipi bile,iklerin sertlik artı,ının kaynağı olabileceği sonucuna varılmıştır. Yapılan uygulama ile küresel grafitli dökme demirin yüzey mekaniksel özelliklerinin iyile,tirilebileceği ve kullanım ömürlerinin artırılmasının mümkün olduğu sonucuna varılmıştır.

Surface modification of nodular cast iron with $MoSi_2$

The main objective of this study is to investigate the effect of MoSi2 surface alloying, which was applied by TIG as a energy source, on microstructure and hardness. MoSi2 powders placed in a prepared cavities on the surface of the samples by the aid of suitable binder. MoSi2 was melted by using TIG welding machine. Surface of the cast iron was metallurgical re alloyed and alloy layers were investigated on the base of microstructure and micro hardness. Important hardness increments were measured after surface alloying. It was concluded that, hardness increments were mainly due to the increase in the cementite because of high cooling rate of the surface and increase in the hardenability of metal with increase in the molybdenum element on the surface. In addition, possibility of molybdenum carbide formation was taken into account. High amount of carbide from free graphite and molybdenum from the decomposition of MoSi2 was the source of molybdenum carbide formations. It was observed that, it is possible to increase the surface hardness of the cast irons by this way and increase the service life of the parts.

PDF

___

1. Zhonghou Li, Yanmei Zhang, Pinze Zhang, Zhong Xu, “Effect of carbon content of substrate on alloying layer in double glow plasma surface alloying”, Vacuum 80, 568–573, 2006.
2. X.H. Wang, M. Zhang, Z.D. Zou, S.L. Song, F. Han, S.Y. Qu, “In situ production of Fe–TiC surface composite coatings by tungsten inert gas heat source”, Surface & Coatings Technology 200,6117–6122, 2006.
3. S.Mridha, H.S.Ong, L.S.Poh, P.Cheang, “Intermetallic coatings produced by TIG surface melting”, Journal of Material Processing Technology 113, 516 520, 2001.
4. Wang Xinhong, Zou Zengda, Song Sili, Qu Shiyao, “Microstructure and wear properties of in situ TiC/FeCrBSi composite coating prepared by gas tungsten arc welding.”, Wear 260 25–29, 2006.
5. F.T. Cheng, K.H. Lo, H.C. Man, “NiTi cladding on stainless steel by TIG surfacing process Part II. Corrosion behavior”, Surface and Coatings Technology 172, 316–321, 2003.
6. Soner Buytoz, Mustafa Ulutan,” In situ synthesis of SiC reinforced MMC surface on AISI 304 stainless steel by TIG surface alloying”, Surface & Coatings Technology 200, 3698 – 3704, 2006.
7. M. Eroğlu, N. Özdemir,”Tungsten inert gas surface alloying of a low carbon steel”, Surface and Coatings Technology 154, 209–217, 2002.
8. C.W. Wegst, Stahlschlüssel, Verlag Stahlschlüssel Wegst, Marbach, 1989.
9. A.A. Sharif, A. Misrab, J.J. Petrovic, T.E. Mitchell, “Alloying of MoSi2 for improved mechanical properties”, Intermetallics 9, 869–873, 2001.
10. Erik Ström,” Mechanical properties of Mo5Si3 intermetallics as a function of composition” Materials Characterization 55, 402–411, 2005.
11. Aran A., Doç. Dr., “Metal Döküm Teknolojisi”, Đstanbul Teknik Üniv. Kütüphanesi, Sayı: 1395, 1989.
12. Ersümer A., Prof., “Demir Döküm”, Birsen Kitabevi Yayınları, Đstanbul – 1981
13. Askeland D., R., Çeviri: Mehmet Erdoğan, “Malzeme Bilimi Ve Mühendislik Malzemeleri”, “The Science And Engineering Of Materials”, Cilt.1, 3. Baskı, Nobel Yayınevi, Ankara 1998.
14. Smith W., F., Prof., Çeviri: Mehmet Erdoğan, “Mühendislik Ala,ımlarının Yapı Ve Özellikleri”, “Smith Structure And Properties Of Engineering Alloys”, Cilt:1, 2. Baskı, Nobel Yayınevi, Ankara 2000.
15. Çetin M., Gül F., “Kuru Kayma Hartlarında Matris Yapısının Küresel Grafitli Dökme Demirin Sürtünme Katsayısına Ve Pim Sıcaklığına Etkisi” J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ, Vol 22, No 3, 273 280, 2007.
16. http://www.mtt.gazi.edu.tr/Ders_notlari/Karisik/Dokmedemirler.htm
17. Hen, U., 1997, “Küresel Grafitli Dökme Demirlerin Bor Kaplanması ve Kaplama Özellikleri”, Doktora tezi İ.T.Ü., Fen Bil. Ens., Đstanbul.
18. Kayalı Y.,2006, “Bortemperlenmi, Küresel Grafitli Dökme Demirin Mekanik Özellikleri ve A,ınma Davranı,ının Ara,tırılması” Yüksek Lisans Tezi, A.K.Ü., Fen Bil. Ens., Afyonkarahisar.
19. Özel, A., 1994, “GGG 40 80 Sınıfı Küresel Grafitli Dökme Demirlerde Östemperleme Isıl Đ,leminin Darbe Direnci ve Darbe Geçi, Sıcaklığına Etkisinin Đncelenmesi”, Doktora Tezi, İ.T.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
20. Stafenescu, D. M., 1990, “Classification and Basic Metalurgy of Cast Iron”, Metals Handbook, 10th edition, ASM Đnternational, USA, pp. 3 55.
21. http://www.maden.org.tr/resimler/ekler/355.pdf s