Nitrürleme İle Martenzitik Paslanmaz Çelik Kaplamaların Yüzey Özelliklerinin Geliştirilmesi

Abstract

Son yıllarda, ülkemizde paslanmaz çeliklere olan gereksinim her geçen gün artmaktadır. Paslanmaz çelikler sağladıkları korozyon direnciyle nükleer reaktör parçaları, açık deniz yapıları, uçak parçaları, civata ve dişliler gibi neredeyse her alanda kendilerine yer bulmaktadırlar. Geleneksel ark kaynağı tekniğine göre altlık malzeme üzerinde termal etkiyi en aza indiren ve mikron derinlikte kaplama imkânı sunan yüksek hızlı oksijen yakıt (HVOF) ile püskürtülen paslanmaz çelik kaplamaların en önemli uygulama alanları enerji santralleri, sıcak iş kalıbı ve takımlarının hasar gören yüzeylerin onarılmasıdır. Ancak bu kaplamaların düşük sertlik ve aşınmaya karşı gösterdikleri zayıf yüzey özellikleri endüstriyel alanlardaki kullanımlarını sınırlandırmaktadır. Bu çalışmada, düşük karbonlu çelik üzerine HVOF püskürtme işlemi ile AISI 420 paslanmaz çelik kaplamanın davranışı incelenmiş, elde edile sonuçlar HVOF kaplama + pulse plazma nitrasyon ile kaplamanın birleşimi olan dubleks yüzey işlemiyle karşılaştırılmıştır. HVOF yöntemi ile püskürtülen AISI 420 paslanmaz çeliğin pulse plazma ile nitrürasyon işlemi 520C işlem sıcaklığı, 12saatlik işlem süresi ve % 75 N2-% 25 H2 gaz karışım oranında gerçekleştirilmiştir. Bu işlemlerden sonra mekanik özelliklerin tespit edilmesi için mikrosertlik ölçümleri, tribolojik özelliklerin belirlenmesi için ileri-geri aşınma deneyleri yapılmıştır. Ayrıca elektrokimyasal çalışmalar için potansiyostat cihazı, yapısal özelliklerin tespit edilmesi için X-Işınları Difraksiyonu (XRD), Optik Mikroskop (OM) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, uygulanan dubleks yüzey işlemi AISI 420 paslanmaz çeliğin tribolojik özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür. Pulse plazma ile nitrürasyon işleminin AISI 420 paslanmaz çeliğinin korozyon davranışı üzerine olumsuz etkileri olduğu belirlenmiştir.