Katı ortamda borlanmış DDK 60 dökme demirin borür tabakası büyüme kinetiği ve aşınma özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalısmada, DDK 60 küresel grafitli dökme demir malzemesinde borlama parametrelerinin yüzey ve asınma özellikleri üzerindeki etkisi ve borür tabakalarının büyüme kinetikleri incelenmistir. Borlama islemi; 850, 900 ve 950 °C ‘de 2, 4, 6, 8 saat sürelerde ve katı ortamda Ekabor 2 ® toz bor verici kullanılarak yapılmıstır. Malzeme yüzeyinde olusan borür tabakaları optik mikroskop ve XRD analizleriyle incelenmistir. Borür tabaka kalınlıgı ve sertlik degerleri belirlenerek tabaka büyüme aktivasyon enerjisi tespit edilmistir. Abrasif asınma deneyleri, SiC’lü asındırıcı kagıt kaplı metal disk kullanılarak 42 N sabit yük altında yapılmıstır. slem sıcaklık ve süresinin artmasıyla borür tabaka kalınlıgı ve sertliginin arttıgı belirlenmistir. slem sıcaklıgına ve borlama süresine baglı olarak, borür tabakasının kalınlıgı 34,75 μm ile 123,9 μm arasında degismektedir. Borlanmıs numunelerin sertligi yüzeyden içeriye dogru ilerledikçe azalmaktadır. Ayrıca, borür tabakasının faz türüne ve kalınlıga baglı olarak asınma miktarının degistigi belirlenmistir. Büyüme hız sabiti (K); 2x10-9 ile 6x10-9 cm2.sn-1 arasında degismektedir. Borür tabakası büyüme aktivasyon enerjisi ~126 kJ.mol-1 bulunmustur.

In this study, effect of process parameters on the surface and wear properties of DDK 60 (ductile iron) material and the growth kinetics of boride layers were investigated. Boronizing process was performed by means of a powder-pack method using EKabor 2 ® powder as a boronizing agent at the temperatures of 850, 900 and 950 °C for 2, 4, 6, 8 hours. The boride layers formed on the surface of the material was investigated by optical microscopy and X-ray diffraction analysis. To obtain the layer growth activation energy boride layer thickness and hardness values was determined. Abrasive wear tests carried out using the SiC paper coated disc at constant load of 42 N. It was observed that boride layer thickness and hardness are increased with increasing boronizing time and temperature. Depending on process temperature and boronizing time the thickness of boride layers ranged from 34,75 to 123,9 μm. The hardness of borided specimens decreased with the distance from the surface to the interior of the test material. And also, depending on the kind and thickness of boride layer, change in wear rate was observed. The growth rate constant (K) ranged from 2x10-9 to 6x10-9 cm2.sn-1. The boride layer growth activation energy was found ~126 kJ.mol-1.