8622RH ve 20MnCr5 çeliklerinin aşınma ve mekanik özelliklerine gaz karbürleme işleminin etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, otomobil arka aks dişlilerde kullanılan malzemelerden 8622RH ve 20 MnCr5 çeliklerinin karbürizasyon işlemi sonrası mekanik özelliklerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda; 8622RH ve 20MnCr5 çelikleri, 930 ˚C sıcaklıkta, % 1,2 C ortam konsantrasyonunda 395 dakika süre ile gaz karbürizasyon işlemine tabi tutulmuştur. Daha sonra sıcaklık 830 ˚C’ ye düşürülmüş ve ortam konsantrasyonu da % 0,9’a set edilmiştir. Bu sıcaklıkta da numuneler 60 dakika tutulmuştur. Karbürizasyon işlemi ardından numuneler 100 ˚C’deki yağ banyosu içinde 30 dakika bekletilmiştir. Bu adımdan sonra, numuneler fırından temper prosesi için çıkarılmıştır. Temperleme prosesi 175 ˚C’de 110 dakika süre ile gerçekleştirilmiştir. 8622RH ve 20MnCr5 çeliklerinin ısıl işlem öncesi ve sonrası mikroyapı analizleri, sertlik değeri ölçümleri, darbe deneyleri ve aşınma deneyleri yapılarak, sonuçlar ortaya konmuştur. Mikroyapı incelemelerinde geleneksel optik metalografi ve taramalı elektron mikroskobisi (SEM) teknikleri kullanılmıştır. Malzeme mikroyapılarının birbirine benzer olduğu, karbürizasyon işlemi sonucunda her iki malzemeninde mekanik özellikleri arasında bariz farklılıklar olmasa da; en bariz farklılık 8622RH malzemesinin yüzey sertliğinin, 20MnCr5’e göre daha yüksek olmasıdır. Bu durumun 8622RH çeliğinin içeriğindeki Ni ve Mo alaşım elementlerinin yüksek sertleşebilme yeteneğinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Her iki malzemenin aşınma oranları karşılaştırıldığında ise, 20MnCr5 çeliğinin aşınma miktarının, 8622RH çeliğine göre daha yüksek olduğu görülmüştür. Malzemelerin aşınma direnci ile sertliklerinin doğrudan ilgisi olması sebebiyle, yüksek sertliğe sahip olan 8622RH malzemesinin aşınma dayanımının daha yüksek olması beklenen bir sonuçtur.

In this study; 8622RH and 20MnCr5’ s heat treated steels, which are using at rear axle mechanisms of automobiles, aimed to compare of mechanical behaviour. Accordingly, 8622RH and 20MnCr5 steel, are subjected to heat treatment process at 930 ˚C, %1,2 concentration during 395 minutes. After that, atmosphere is cooled to 830˚C and carbon concentration is set to % 0,9. At this temperature, samples are subjected to carburization process at 60 minute. Then, samples are subjected to oil bath at 100 ˚C, during 30 minutes. After this step, samples are taken from the furnace for temper process. It is carried at 175 ˚C during 110 minutes. Microstructure analysis, traditional optical metalography and scanning electron microscope (SEM) technics are used. Material microstructures are similar to each other, although after heat treatment process there is no clear distinct differences between materials; the most obvious differences is; 8622RH steel’s surface hardness is higher than 20MnCr5 steel. 8622RH’s content of alloying element Ni and Mo’s higher hardenability properties. When both of the materials wear properties are compared, it is seen, 20MnCr5’s wear rate is higher than 8622RH’s wear rate. The wear resistance due to the direct relationship of the hardness of the materials is a result of the abrasion resistance is expected to be higher than the 8622RH material, having a high hardness.