PVD metodu ile TiN kaplanmış S 6-5-2 yüksek hız çeliğinin aşınma davranışlarının incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2004
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SONER SAVAŞ
Danışman: ŞENGÜL DANIŞMAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Ill PVD METODU İLE TİN KAPLANMIŞ S 6-5-2 YÜKSEK HIZ ÇELİĞİNİN AŞINMA DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ ÖZET Bu çalışmada, PVD-katodik ark metodu ile TİN kaplanmış ve kaplanmamış yüksek hız çeliği numunelerin aşınma davranışları pin-on-ring sistemine uyarlanmış aşınma test cihazında incelenmiştir. Ana malzeme olarak DİN S 6-5-2 malzemeden hazırlanan 20 mm çap ve 8 mm yüksekliğe sahip silindirik numuneler kullanılmış, kaplama işlemi katodik ark metoduyla, 55 A katot alamı, 60 dak kaplama süresi, -250 V bias voltajı, 400 °C kaplama sıcaklığı ve 4 mTorr vakum basıncında gerçekleştirilmiştir. Aşındırma elemanı olarak DİN 100Cr6 malzemeden hazırlanan 26 mm çap ve 5 mm yüksekliğe sahip ringler kullanılmıştır. Aşınma deneyleri kuru sürtünme ve oda sıcaklığı şartlarında yapılmış, kayma hızı ve normal yük değişken parametreler olarak kullamlmıştir. Numuneler ve aşındırma elemanlarının ağırlık kayıpları ve numuneler üzerindeki aşınma iz genişlikleri tespit edilmiş, grafik çizici tarafından kayma mesafesine bağlı olarak kaydedilen sürtünme kuvvetlerinden, kararlı hal kayma rejimi ortalama sürtünme katsayıları tespit edilmiş, normal yük-iz genişliği, normal yük-sürtünme katsayısı, kayma hızı-iz genişliği ve kayma hızı-sürtünme katsayısı grafikleri çizilmiştir. Kaplanmamış ve TİN kaplı numunelerin sabit kayma hızlarmdaki yük-iz genişliği grafiklerinden iz genişliklerinin yükle arttığı tespit edilmiştir. Aynı yük ve hız değerlerinde kaplanmamış numunelerdeki iz genişliği değerleri TİN kaplılardakinden daha büyüktür. Bu da, TİN kaplı numunelerin daha yüksek bir aşınma direnci değerine sahip olduğunu ortaya koyar. Sabit kayma hızlarmdaki sürtünme katsayısı değerlerinin, kaplanmamış numunelerde TİN kaplılardakinden nispeten daha yüksek olduğu bulunmuş, artan yük değerleri ile ise belirgin bir değişimin meydana gelmediği tespit edilmiştir. Kaplanmamış ve TİN kaplı numunelerin sabit yüklerdeki kayma hızı-iz genişliği grafiklerinden iz genişliklerinin kayma hızı ile arttığı tespit edilmiştir. Sabit yüklerdeki sürtünme katsayısı değerlerinin, kaplanmamış numunelerde TİN kaplılardakindenIV nispeten daha yüksek olduğu bulunmuş, kayma hızının artması ile sürtünme katsayısının azaldığı tespit edilmiştir. 0.9 m/s kayma hızında 100 N yük ve 1.1 m/s kayma hızında 75 ve 100 N yük değerlerinde, TİN kaplı numunelerdeki aşınma iz genişlikleri ve sürtünme katsayısı değerlerinin kaplanmamış numunelerdekinden daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Bu etki, şiddetli abrazif aşınma koşullan altoda (yüksek yük ve kayma hızı değerlerinde) iz genişliğinin büyümesi ile parçalanan ve aşınma partiküllerine dahil olan kaplama tabakası parçalarının artmasına, ana malzemeden ve aşındırma elemanından daha sert olan bu parçacıkların da üç elemanlı abrazyon ve süpürme etkisini şiddetlendirmesine dayandırılabilir. Ayrıca, deney sonuçlan incelendiğinde, (3, 6, 13, 17, 22 ve 29), (2 ve 25), (4, 8, 12 ve 24), (7, 10, 1 1, 14 ve 37), (23 ve 33), (15 ve 27), (16 ve 19), (28 ve 30), (31 ve 34) ve (35, 36 ve 39) numaralı deneylerden elde edilen aşınma iz genişliği değerlerinin birbirlerine yakın olduğu gözlenmiştir. Bu sonuç, farklı yük ve hız kombinasyonlarında ve yüzey özelliklerinde aşınma miktarının sabit tutulabileceğini göstermektedir. Son olarak, A kayma hızı (0.7-0.9 m/s), B normal yük (50-75 N) ve C yüzey durumu (kaplanmamış ve TİN kaplı) faktörlerinin alt ve üst düzeyleri kullanılarak, gözlem değerleri olan aşınma iz genişliği değerleri iki düzeyli üç faktörlü L8 deney tasanm metoduna göre incelenmiş, çizilen normal olasılık grafiğine göre C'nin en önemli faktör olduğu, bunu B ve A'mn takip ettiği, AB, AC, BC ve ABC etkileşimlerinin ise sonuç değerler üzerinde nispeten daha düşük bir etkiye sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuç, seçilen hız ve yük değerlerinde, aşınma iz genişliği üzerinde en etkili olan parametrenin yüzey durumu olduğunu ortaya koymaktadır. Anahtar sözcükler: PVD-katodik ark metodu, TİN kaplamalar, pin-on-ring, aşınma.