Cr3c2-Nicr Sermetlerin Sinterlenme Davranış Ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Göreceli düşük yoğunlukları ve düşük sinterleme sıcaklıkları Cr3CrNiCr sermetlerin önemli bir avantajıdır. Bu malzemelere ilgi yüksek hız ve sıcaklıklarda yüksek korozyon dirençlerinden dolayı anmaktadır. Bu çalışmada, %75 Cr3Cr%25 NiCr (4:1) alaşım oranlarına sahip sermet tozunun farklı sıcaklıklarda sinterlenme-yoğunlaşma davranışının yanı sıra mikroyapısının ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Sinterleme işleminin ardından X ışınları difraksiyonu yardımıyla oluşan fazlar belirlenmiş, SEM-EDS ile mikroyapıelementel analiz ve tane büyüklükleri saptanmıştır. Mikrosertlik, üç nokta eğme ve kırılma tokluğu deneyleriyle semetlerin mekanik özellikleri belirlenmiş, kırılma yüzeyleri SEM analizi ile karakterize edilmiş ve kırılma özellikleri incelenmiştir. X ışınları analizinde sinterlenen numunelerde nikelin kromu çözmesinden dolayı küçük bir kayma saptanmıştır. Yapıda genel olarak sıvı faz olarak NiCr katı çözeltisi ve Cr3C2 seramik fazı görülmektedir. SEM-EDS analizlerinde 13500C'de %97 göreli yoğunluk saptanmış ve tane boyutları ortalama 4 pm olarak saptanmıştır. Daha yüksek sıcaklıklarda ise porların birleşmesinden dolayı porozite miktarında artış ve tane boyutunda ani büyüme (10 Pm) görülmüştür. Yoğunlaşmaya paralel olarak mikroserllik, üç noktadan eğme mukavemeti ve kırılma tokluğu değerleri 13500C'de sırasıyla IlGPa, 800MPa ve 10MPam l /2 ile maksimuma ulaşmıştır, Kırılma fotoğraflarında da seramik fazın tane içi yarılma ile kırılarak tokluğa katkı sağlamadığı, metal fazın sünek davranış göstermesinin tokluğu arttıran ana mekanizma olduğu görülmüştür.

Cr3C2-NiCr type cemets are preferred in metal cutting technology due to their relatively Iow sintering temperatures and Iow densities. The main problem in cutting industry is the melting and removal of metal Phase from the structure and to corrode, then sudden fracture follows. The interest to these materials increases for their high corrosion resistance at high speeds and temperatures. in this study, the powder mixture of %75 Cr3G-%25 NiCr (4:1 ) was examined at four different sintering temperatures for its microstructure, fracture toughness, transverse rupture strength and microhardness. X-RD results showed that a little shift at Ni pick was seen after formation of Ni(Cr) solid solution in metal matrix. SEM and EDX analysis performed for identifying microstructures also indicates that full densification occurs at 1350 0C and average grain size was measured as 4 microns. Higher sintering temperatures lead pores to release from grain boundaries and combine to form bigger pores in volume but increase %porosity of bulk and also causes abnormal grain growth. As the relative density increases, the microhardness, transverse rupture strength and fracture toughness of cermets are increased to a maximum as 1 IGPa, 800MPa and 15MPa.m l /2, respectively. Fracture photographs shows that ceramic phase has no significant contribution to toughness by intergranular fracture, the main mechanism is the ductile fracture of metal at grain boundaries which deforms plastically and stops crack propagation.