ST52 çeliğinin tuz banyosu TRD yöntemiyle VBC kaplanabilirliğinin araştırılması

Abstract

Genellikle basınçlı kap ve makine konstrüksiyonlarında yaygın kullanım alanına sahip St52 çeliği endüstride yapı çeliği olarak adlandırılmaktadır. Düşük karbon içeriği ile birlikte ısıl işleme yatkınlığının zayıf olması sebebiyle özellikle makine konstrüksiyonlarında sürekli aşınma tehdidi altındadırlar. Bu çalışmada, endüstride geniş kullanım alanına sahip St52 çeliğinin tuz banyosu içerisinde termoreaktif difüzyon yöntemi ile VBC kaplanabilirliği araştırılmıştır. Kaplama deneyleri 1000℃`lik işlem sıcaklığında 1, 2 ve 4 saat sürelerde gerçekleştirilmiştir. Kaplanan numunelerin metalografik olarak hazırlanması sonrasında kaplama tabakası kesiti optik mikroyapı, SEM, EDS, XRD ve mikrosertlik analiz yöntemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Optik mikroskop analizine göre kaplama tabakası kalınlığı işlem sıcaklığı ve süreye bağlı olarak artmıştır. Aynı zamanda, elde edilen kaplamaların morfolojilerinin kompakt ve düz yapıda olduğu taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri ile belirlenmiş ve noktasal EDS analizleri ile kaplama tabakası ve geçiş bölgesi elementer içeriği tespit edilmiştir. Mikrosertlik analizleri sonucunda ise kaplama tabakası yüzey sertliği maksimum 1446 HV olarak tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde yapılan kaplama işleminin sıcaklık ve süre parametrelerine bağlı olarak malzeme yüzey özelliklerini iyileştirdiği sertlik değerlerinin arttığı görülmüştür.

St52 steel, which is generally widely used in pressure vessel and machine constructions, is called structural steel in the industry. Due to the low carbon content, as well as the poor susceptibility to heat treatment, they are under constant threat of wear, especially in machine constructions. In this study, the formability of VBC coatings by salt bath thermoreactive diffusion method on St52 steel, which has a wide usage area in industry, was investigated. Coating experiments were carried out for 1, 2 and 4 hours at a process temperature of 1000℃. After metallographic preparation of the coated samples, the coating layer cross-section was characterized using optical microstructure, SEM, EDS, XRD and microhardness analysis methods. According to the optical microscope analysis, the coating layer thickness increased depending on the processing temperature and time. At the same time, the morphology of the obtained coatings was determined by scanning electron microscopy (SEM) analyzes to be compact and flat, and the elemental content of the coating layer and transition zone was determined by point EDS analysis. As a result of microhardness analysis, the surface hardness of the coating layer was determined as 1446 HV maximum. The results obtained from the study showed that the surface properties of the St52 steel were improved and the hardness values increased depending on the temperature and duration parameters of the diffusion process.