Buradasınız

Anasayfa » Content

KUTU VE PLAZMA PASTA BORLANMIŞ 21NiCrMo2 ÇELİĞİNİN YÜZEY KAREKTERİZASYONU

SURFACE CHARACTERIZATION OF PACK AND PLASMA PASTE BORONIZED OF 21NiCrMo2 STEEL

Journal Name:

  • Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi

Publication Year:

  • 2012

Key Words:

Keywords (Original Language):

Author NameUniversity of AuthorFaculty of Author
Abstract (2. Language): 
In the present study, 21NiCrMo2 steel were plasma paste boronized by using 100 wt.% B2O3, 70 wt.% B2O3 + 30 wt. % SiC, 70 wt.% B2O3 + 30 wt.% B4C, 30 wt. % B2O3 + 70 wt.% SiC, 30 wt.% B2O3 + 70 wt.% B4C pastes. This steel ispopular bearing steel and have a widespread use in engineering applications. Plasma paste boronizing process was carried out in a dc plasma system at temperature of 700, 750 and 800 °C for 2, 5 and 7 h in a gas mixture of 70%H2 - 30%Ar under a constant pressure of 10 mbar. Pack boronizing of same steel was also carried out at 700, 750 and 800 °C for 2, 5 and 7 h. The properties of boride layer were evaluated by SEM, EDX, X-ray diffraction, Vickers micro-hardness testing. X-ray diffraction analysis of boride layers on the surface of the boronized steel revealed FeB and Fe2B. Plasma paste boronizing process showed that since the plasma activated the chemical reaction more, a thicker boride layer was formed than conventional boronizing methods at same temperatures. It was possible to form boride layer with the same thickness at lower temperatures in plasma environment by using B2O3 paste mixture.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language): 
Bu çalışmada endüstride yatak çeliği olarak kullanılan 21NiCrMo2 çeliği ağırlıkça %100 B2O3, %70 B2O3 + %30 SiC, %70 B2O3 +% 30 B4C, % 30 B2O3 + %70 SiC, %30 B2O3 + %70 B4C pasta karışımları kullanılarak plazma pasta borlanmıştır. Plazma pasta borlama (PPB) işlemi, 700, 750 ve 800 °C de 2, 5 ve 7 saat süresince %70H2 – %30Ar gaz karışımında 10 mbar basınç altında yapılmıştır. Aynı çelik ticari Ekabor II tozuyla aynı sıcaklık (700, 750, 800°C) ve sürelerde (2, 5, 7 saat) elektrik resistanslı fırında kutu borlama işlemine tabi tutulmuştur. Elde edilen borür tabakalarının, SEM, EDX, X-ışını difraksiyon, mikrosertlik ve mikroyapı özellikleri incelenmiştir. X-ışını difraktometrik analizi sonucunda çeliğin yüzeyinde FeB ve Fe2B tabakalarının oluştuğu görülmüştür. B2O3 pasta karışımları kullanarak plazma ortamında daha düşük sıcaklık ve sürelerde kutu borlama yöntemine göre daha kalın borür tabakaları elde edilmiştir.
FULL TEXT (PDF): 
PDF icon arastirmax-kutu-plazma-pasta-borlanmis-21nicrmo2-celiginin-yuzey-karekterizasyonu.pdf
  • 1
99
108
  • Turkish

REFERENCES

References: 

1. Goeuriot F. P., Thevenot, J., Driver, H., “Surface
Treatment of Steels: Boridif, a New Boriding
Process”, Thin Solid Films, 78, 67-76, 1981.
2. Bozkurt, N., Bor Yayınımı ile Çeliklerde Yüzey
Sertleştirme, Doktora tezi, İstanbul Teknik
Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 1984.
3. Ozbek I., Akbulut H., Zeytin S., Bindal C., Ucısık
A.H., “The Characterization of Borided %99,5
Purity Nickel”, Surface and Coatings
Technology, 126:166-170, 2000.
4. Sinha, A.K., 1991, Boriding, ASM Handbook,
4:437-447.
5. Ozbek, I., Konduk, B. A., Bindal, C., Ucısık,
A.H., “Characterization of Borided AISI 316 L
Stainless Steel Implant”, Vacuum, 65, 521-525,
2002.
6. Yoon, J. H., Jee, Y. K., Lee, S. Y., “Plasma Paste
Boronizing Treatment of the Stainless Steel AISI
304”, Surface and Coatings Technology, 112,
71-75, 1995.
7. Pertek, A., Kukla, M., “Characterization of
Complex (B+C) Diffusion Layers Formed on
Chromium and Nickel-Based Low Carbon Steel”,
Applied Surface Science, 202, 252-260, 2002.
8. Küper A., Qiao, X., Stock, H.R., Mayr, P., “A
Novel Approach to Gas Boronizing”, Surface and
Coatings Technology, 130, 87-94, 2000.
9. Nam, K. S., Lee, K. H., Lee, S. R., Kwon, S. C.,
“A Study on Plasma-Assited Boriding of Steels”,
Surface and Coatings Technology, 98, 886-890,
1998.
10. Hunger, H. J., Löbig, G., “Generation of Boride
Layers on Steel and Nickel Alloys by Plasma
Activation of Boron Trifluoride, Thin Solid
Films, 310, 244-250, 1997.
11. Filep, E., Farkas, S., “Kinetics of plasma-assisted
boriding”, Surface and Coatings Technology,
199, 1-6, 2005.
12. Cabeo, E. R., Laudien, G., Biemer, S., Rie, K.-T.,
Hoppe, S., “Plasma-Assisted Boriding of
Industrial Components in a Pulsed d.c. Glow
Discharge”, Surface and Coatings Technology,
116-119, 229-233, 1999.
13. Bartsch, K., Leonhardt, A., “Formation of Iron
Boride Layers on Steel by d.c.-Plasma Boriding
and Deposition Processes”, Surface and
Coatings Technology, 116-119, 386-390, 1999.
14. Gunes, I., Ulker, U., Taktak, S., “Plasma Paste
Boronizing of AISI 8620, 52100 and 440C steels”
Materials and Design, Inpress.
15. Kulka, M., Pertek, A., “The Importance of
Carbon Content Beneath Ironborides After
Boriding Of Chromium and Nickel-based Lowcarbon
Steel”, Applied Surface Science, 214,
161-171, 2003.
16. Tabur, M., İzciler, M., Gul, F., Karacan, I.,
“Abrasive Wear Behavior of Boronized AISI
8620 Steel”, Wear, 266, 1106-1112, 2009.
17. Oliveria, C. K. N., Casteletti, L. C., Lombardin,
A., Totten, G. E., Heck, S. C., “Production and
Characterization of Boride Layers on AISI D2
Tool Steel”, Vacuum, 84, 792-796, 2010.
18. Lou, D. C., Akselsen, O. M., Solberg, J. K.,
Onsoien, M. I., Berget, J., Dahl, N., “Silicon-
Boronising of Nimonic 90 Superalloy”, Surface
and Coatings Technology, 200, 3582-3589,
2006.
19. Sahin, S., “Effects of Boronizing Process on the
Surface Roughness and Dimensions of AISI
1020, AISI 1040 and AISI 2714”, Journal of
Materials Processing Technology, 209, 1736-
1741, 2009.
20. Er, U., Par, B., “Wear of Plowshare Components
in SAE 950C Steel Surface Hardened by Powder
Boriding”, Wear, 261, 251-255, 2006.
21. Meriç, C., Şahin, S. ve Yılmaz, S. S.,
“Investigation of The Effect on Boride Layer of
Powder Particle Size Used in Boronizing with
Solid Boron-Yielding Substances”, Materials
Research Bulletin, 35, 2165-2172, 2000.
22. Atik, E., Yunker, U., Meric, C., “The Effects of
Conventional Heat Treatment and Boronizing on
Abrasive Wear and Corrosion of SAE 1010, SAE
1040, D2 and 304 Steels”, Tribology
International, 36, 155-161, 2003.
23. Bejar, M. A., Henríquez, R., “Surface Hardening
of Steel by Plasma-Electrolysis Boronizing”,
Materials and Design, 30, 1726-1728, 2009.
24. Chen, X. J., Yu, L. G., Khor, K. A., Sundararajan,
G., “The Effect of Boron-Pack Refreshment on
the Boriding of Mild Steel by the Spark Plasma
Sintering (SPS) Process”, Surface and Coatings
Technology, 202, 2830-2836, 2008.
25. Yu, L. G., Chen, X. J., Khor, K. A., Sundararajan,
G., “FeB/Fe2B Phase Transformation During SPS
Pack-Boriding: Boride Layer Growth Kinetics”,
Acta Materialia, 53, 2361-2368, 2005.
26. Bindal, C., Ticari Karbon Çelikleri ve Düşük
Alaşımlı Çeliklerin Yüzeyine Borlamayla
Seramik Kompozit Kaplama ve Bazı Malzeme
Özelliklerine Etkileri, Doktora Tezi, İstanbul
Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,
İstanbul, 1991.
27. Sen, S., Ozbek, I., Sen, U., Bindal, C.,
“Mechanical Behavior of Borides Formed on
Borided Cold Work Tool Steel”, Surface and
Coatings Technology, 135, 173-177, 2001.
28. Ozbek, I., Bindal, C., “Mechanical Properties of
Boronized AISI W4 Steel”, Surface and
Coatings Technology, 154, 14-20, 2002.
29. Sen, S., Sen, U., Bindal, C., “The Growth Kinetics
of Borides Formed on Boronized AISI 4140
Steel”, Vacuum, 77, 195-202, 2005.
30. Culha, O., Toparli, M., Sahin, S., Aksoy, T.,
“Characterization and Determination of FexB
Layers’ Mechanical Properties”, Journal of
Materials Processing Technology, 206, 231-
240, 2008.
İ. Güneş ve Ş. Taktak Kutu Plazma Pasta Borlanmış 21NiCrMo2 Çeliğinin Yüzey Karakterizasyonu
108 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 27, No 1, 2012
31. Sahin, S., Meriç, C., Saritas, S., “Production of
Ferroboron Powders by Solid Boronizing
Method”, Advanced Powder Technology, 21,
483-487, 2010.
32. Baştürk, S., Erten, M., “Borlama ile Yüzey
Sertleştirme Çalışmaları”, Mühendis Makine
Dergisi, Cilt 47, Sayı 563, 2006.
33. Çelebi, F. G., 31CrMoV9 ve 34CrAlNi7
Çeliklerinin Borlama Kinetiklerinin
İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya
Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya,
2005.
34. Şen, Ş., Termokimyasal Borlama İşlemi ile
AISI 5140, AISI 4140 ve AISI 4340
Çeliklerinin Yüzey Performanslarının
Geliştirilmesi, Doktora Tezi, Sakarya
Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya,
1998.
35. Bindal, C., Üçışık, A. H., “Characterization of
Boriding of 0.3% C, 0.02% P Plain Carbon
Steel”, Vacuum, 82, 90-94, 2008.
36. Ozdemir, Ö., Omar, M. A., Usta, M., Zeytin, S.,
Bindal, C., Ücisik, A. H., “An Investigation on
Boriding Kinetics of AISI 316 Stainless Steel”,
Vacuum, 83, 175-179, 2008.

Thank you for copying data from http://www.arastirmax.com