Termo-Reaktif Difüzyon Tekniği ile Cr-Al-N Kaplanmış AISI D2 Çeliğinin Aşınma Davranışı

Abstract

Bu çalışmada, kaplanmamış, nitrürlenmiş ve krom alüminyum nitrür (Cr-Al-N) kaplanmış AISI D2 çeliklerinin silisyum nitrür bilyeye karşı 0.1 m/s, hızda ve 2.5 N, 5 N ve 10 N yükler altında aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Çelik numuneler ilk olarak azot ve amonyak atmosfer içerisinde 8 saat boyunca 575°C’ de nitrürlenmiş; daha sonra krom alüminyum nitrür kaplama işlemi ferro krom, alüminyum, amonyum klorür ve alümina içeren toz karışımı içinde 1000°C’ de 2 saat süreyle termo-reaktif difüzyon (TRD) tekniği ile gerçekleştirilmiştir. Çelik üzerine kaplanan krom alüminyum nitrür tabakalarının mikro yapısal incelemesi, faz analizi ve aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. AISI D2 çeliği üzerinde oluşan krom alüminyum nitrür tabakasının kalınlığı 11,8 ± 1,3 μm tespit edilmiştir. Kaplama tabakasının ortalama sertliği 2067±160HV0.01 olarak ölçülmüştür. Silisyum nitrür bilyeye karşı krom alüminyum nitrür kaplanmış AISI D2 çeliğinin sürtünme katsayısı 0.153 ile 0.446 arasında ve kaplama tabakasının uygulanan yüke bağlı olarak aşınma hızı 1.59x10-4 mm3 /m ve 6.07x10-4 mm3 /m arasında değişmektedir. Çeliklerin aşınma hızları krom alüminyum nitrür kaplama işlemi ile 2-4 kat azalmıştır.