Borlanmış Tungstenin Aşınma Davranışının İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada borlanmış saf tungstenin aşınma davranışları incelenmiştir. Tungsten numuneler Ø20x8mmboyutlarında kesilerek gerekli zımparalama (120-180-240-320-400-600-800-1000 grid) işlemlerinden geçirilmiş ve 1 µm’luk Alümina solüsyon kullanılarak parlatılmıştır. Borlama işlemi katı ortamda, ticari Ekabor-II® bor tozu kullanılarak elektrik rezistanslı bir fırın içersinde 900, 950 ve 1000ºC’de 2, 4 ve 6 saat süresince gerçekleştirilmiştir. Borlanan numuneler kesitten kesilerek gerekli zımparalama ve parlatma işlemlerinden sonra elde edilen borür tabaka kalınlıkları Nikon MA100 marka optik mikroskop yardımıyla ölçülmüştür. Borlama işlemi sonucunda elde edilen borür fazları Shimadzu XRD 6000 marka XRD cihazı, mikro sertlik testleri ise Shimadzu HMV-2 marka test cihazı ile 100 gram yük uygulanarak gerçekleştirilmiştir. Borlanmış tungsten numunelerinin XRD analizi sonucunda W2B5, WB, WB2, WB3 ve WB4 fazları elde edilmiştir. Borlama sıcaklığı ve süresine bağlı olarak saf tungsten numuneler üzerinde 18-184 μm arasında değişen kalınlıklarda borür tabakaları elde edilmiştir. Borlanmış saf tungsten numunelerinin mikro sertlik değerleri borlama sıcaklık ve süresine bağlı olarak 2182 ve 4292 HV0,1 arasında değiştiği görülmüştür. Borlanmamış numunenin sertliği ise 469 HV0,1 olarak elde edilmiştir. Aşınma testleri bilye disk cihazında, kuru ortamda, oda sıcaklığında,10 N yük altında, 0.2 ve 0.4 m/s kayma hızında ve 1000 metre mesafesinde gerçekleştirilmiştir. Aşınan tungsten numunelerinin aşınma yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışınları enerji dağılımlı spektroskopi (EDS) ile analiz edilmiştir. Aşınma testleri sonucunda borlama işleminin saf tungstenin aşınma direncini arttırdığı görülmüştür. Borlanmış ve borlanmamış tungstenin aşınma oranlarının 3.86-42.75 mm3/Nm arasında değiştiği tespit edilmiştir.