Bilyalı dövme ve plazma nitrürleme işlemlerinin AISI 4140 çeliğinin aşınma dayanımına etkisi

Abstract

Mevcut çalışmada endüstriyel uygulamalarda sıklıkla kullanılan AISI 4140 çeliğinin yüzey özelliklerinin geliştirilmesi ile aşınma dayanımının nasıl değiştiğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda AISI 4140 çeliği farklı iki şiddette bilyalı dövme işlemine ve plazma nitrasyon işlemlerine tabi tutulmuştur. Mikroyapıda meydana gelen değişimler SEM ve XRD aracılığıyla belirlenirken yüzey dayanımında meydana gelen değişim mikrosertlik ölçümü ile belirlenmiştir. Plazma nitrürleme sonucunda yüzeyde oluşan ilave katmanın demir nitrür fazları olduğu görülmüş bununla beraber bilyalı dövme işlemlerinden sonra herhangi bir faz değişimi meydana gelmemiştir. Tüm işlemlerle birlikte numunelerin yüzey sertliklerinde artış sağlanmış ve plazma nitrürleme ile yüzeyde 700 HV0.2’ye varan sertlik artışı görülmüştür. Buna bağlı olarak en iyi aşınma dayanımı plazma nitrürleme işlemi ile sağlanmıştır. Aşırı bilyalı dövme de aşınma kayıplarının kayda değer miktarda azaltırken geleneksel bilyalı dövme işlemi aşınma dayanımı üzerinde sınırlı bir etki göstermiştir. Uygulanan yüzey modifikasyon işlemlerinin sağladığı sertlik artışı aşınma dayanımında görülen artışa neden olarak gösterilmiştir. Bilyalı dövmede beklenen etkinin görülmemesi ise yüzeyde oluşan pürüzlülüğe atfedilmiştir.