Bu çalışmada, plazma transferli ark (PTA) ve derin kriyojenik işlem (DCT)
yöntemleri kullanılarak 38MnVS6 mikroalaşımlı çelik malzemenin yüzey özellikleri
geliştirilmiştir. PTA yönteminde kaplama tozu olarak krom karbür, titanyum karbür,
silisyum karbür ve ferrokrom karbür kullanılmıştır. Kaplanmış numunelere kriyojenik
işlem uygulanarak mekanik özelliklerde oluşan değişimler incelenmiştir. Numunelerin
mikroyapıları optik mikroskop, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı XIşını
Spektroskopisi (EDS) ve X-Işını Kırınımı (XRD) analizleri ile karakterize edilmiştir.
Numunelerin mikrosertlik değerleri üst yüzeyden altlık malzemeye doğru ölçülmüş ve
sertlik dağılımı elde edilmiştir. Yüzey özellikleri değiştirilen numunelere aşınma testleri
uygulanarak sürtünme katsayısı değerleri ve spesifik aşınma miktarları belirlenmiştir.
Farklı yüzey ve ısıl işlemler sonucunda elde edilen sert karbürler sayesinde
mikroalaşımlı çeliğin yüzey özellikleri geliştirilmiştir. Numunelere uygulanan DCT
işlemiyle oluşan ikincil ince karbürler, karbür miktarını arttırarak ve/veya daha homojen
karbür dağılımı sağlayarak tribolojik özellikleri geliştirmiştir. Yüzey özellikleri
geliştirilmiş numunelerde, altlık malzemeye göre daha yüksek sertlik değerleri ve daha iyi
aşınma davranışları elde edilmiştir. Kompozit kaplamalar ile malzemelerin mikrosertlik
değerlerinde yaklaşık 3 kata kadar artışlar meydana gelmiştir. En düşük sürtünme katsayısı
değerleri ve en yüksek aşınma direnci titanyum karbür kompozit kaplamalarda elde
edilmiştir. Bu numunelerin aşınma direncinde, altlık malzemeye göre yaklaşık 4.5 kat artış
elde edilmiştir.
In this study, surface properties of 38MnVS6 microalloyed steel were improved by
using plasma transferred arc (PTA) and deep cryogenic process (DCT). In the PTA
method, chromium carbide, titanium carbide, silicon carbide and ferrochromium carbide
were used as coating powder. Changes in mechanical properties were investigated by
cryogenic treatment of the coated samples. Microstructures of the samples were
characterized by optical microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy
Diffraction X-Ray Spectroscopy (EDS) and X-Ray Diffraction (XRD) analyses. The
microhardness values of the samples were measured from the surface to the substrate and
the hardness distribution was obtained. The coefficient of friction values and the specific
wear rates were determined by applying wear tests to the samples whose surface properties
were changed.
The surface properties of microalloyed steel have been improved due to the hard
carbides obtained from different surface and heat treatments. The secondary fine carbides
formed by the DCT process applied to the samples improved the tribological properties by
increasing the amount of carbide and/or providing more homogeneous carbide distribution.
In the samples with improved surface properties, higher hardness values and better wear
behaviours were obtained than in the substrate material. With the composite coatings, the
microhardness values of the materials increased by about 3 times. The lowest coefficient of
friction values and the highest wear resistance were obtained with titanium carbide
composite coatings. The wear resistance of these samples was increased about 4.5 times
compared to the substrate material.
