Kontrollü Gas Nitrürleme İle Sertleştirilmiş Çeliklerin Yorulma Ve Korozyon Direncinin Arttırılması

Abstract

Yapılan tezde iki temel amaç bulunmaktadır. Bunlardan biri ilk önceliği olan, otomotiv endüstrisinde dizel motor sistemlerinde kullanılan sertleştirilmiş çeliklerin yorulma dayanımını arttırmak; diğeri ise parçaları taşınım sırasında koruyacak korozyon dayanımının olmasıdır. Bu nedenle, sınırlı beyaz tabaka kalınlığı elde edilen sensör kontrollü gaz nitrürleme prosesi araştırılmıştır. Yorulma dayanımını 2500 bar ve üstü basınç değerlerine çıkarabilmek için iki farklı sıcaklık, dört farklı nitrürleme süresi ve 0,40 değerinde sabit nitürleme potansiyeli denenmiştir. Gaz nitürleme prosesinden önce beyaz tabakanın malzeme yüzeyi boyunca homojen hale gelmesi için dört farklı ön oksidasyon işlemi, gaz nitrürlemeden sonra ise DIN EN ISO 4628-3:2003 standardına göre Ri3 ve altında bir değerde korozyon dayanımını arttırmak için üç farklı son oksidasyon işlemi uygulanmıştır. Yapılan pulstest sonrasında yaklaşık 2500 bar çıkan en iyi yorulma dayanımı 520°C’de 1 saat kontrolsüz, 5 saat kontrollü nitürleme parametresiyle elde edilmiştir. En iyi beyaz tabaka homojenliği 450°C’de hava ile 1 saat yapılan ön oksidasyon ile, Ri3 ve altında çıkan en iyi korozyon direnci 450°C’de su buharı ile 1 saat yapılan son oksidasyon ile elde edilmiştir. Sonuç olarak, sensör kontrollü gaz nitrürleme prosesi dizel sistem ürünlerinde hem yorulma hem de korozyon direncini arttırmada potansiyel göstermiştir.

The thesis has two main objectives. One of them is increasing of fatigue strength of quenched and tempered steels which are used diesel engine system in automotive industry, has the first priority and increasing of corrosion resistance of them while transportation. Therefore, sensor controlled gas nitriding process with limited compound layer thickness was investigated to achive these demands. Two different temperatures, four different nitriding durations and constant nitriding potantial (0,40) were tried to achive high fatigue resistance up to 2500 bar and upper pressure levels. Before gas nitriding four different pre-oxidation treatments to homogenize compound layer along the material surface and after gas nitriding three different post-oxidation treatments to increase corrosion resistance below Ri3 according to DIN EN ISO 4628-3:2003 were investigated. As a result, best fatigue strength after pressure pulsation test, which is ~ 2500 bar, was obtained by 520 °C 1 hour uncontrolled nitriding and 5 hours controlled nitriding duration. Best homogenity of compound layer was obtained by pre-oxidation at 450°C and 1 hour with air, best corrosion resistance, which is less than Ri3, was achived by post oxidation at 450°C 1 hour with water vapour after nitriding. Finally, sensor controlled gas nitriding showed potantial to increase both fatigue and corrosion resistance for diesel system products.