Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11452/12724
Title: Frıctıon-wear characterıstıcs of plasma nıtrıded cold work tool steels
Other Titles: Plazma nitrürlenmiş soğuk iş takım çeliklerinin sürtünme-aşınma karakteristikleri
Authors: Yılmaz, Ahmet
Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.
0000-0001-7364-6281
Aydın, Hakan
Keywords: Cold work tool steels
Plasma nitriding
Microhardness
Friction coefficient
Wear surface characterization
Soğuk iş takım çelikleri
Plazma nitrürleme
Mikrosertlik
Sürtünme katsayısı
Aşınma yüzeyi karakterizasyonu
Issue Date: 21-Apr-2020
Publisher: Bursa Uludağ Üniversitesi
Citation: Yılmaz, A. ve Aydın, H. (2020). "Friction-wear characteristics of plasma nitrided cold work tool steels". Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 25(1), 609-622.
Abstract: D2, D6 and Calmax cold work tool steels were heat treated in vacuum hardening, made grinding and plasma nitrided in 75% N2 + 25% H2 atmosphere at 450 °C for 12 h at 2 mbar. Characterization of samples has been carried out by means of surface roughness, microstructure, microhardness and wearfriction. Wear-friction characteristics of samples have been investigated using a ball-on-disc tribosystem with a WC-Co ball. Plasma nitriding increased the surface roughness of samples. However, this effect was decreased with higher surface roughness of base metal. Fe4N (γ'), Fe3N (ε) and CrN phases were obtained on the surfaces of samples. Higher surface hardness was obtained in the plasma nitrided D2 and D6 steels. No significant mass loss was observed in the ball on-disc tribosystem. So, the wear of samples was characterized with the worn surfaces using a scanning electron microscope (SEM). Plasma nitriding improved the wear resistance and decreased the friction coefficient of steels. Plasma nitrided D2 steel showed the highest wear resistance, whereas plasma nitrided Calmax steel exhibited the lowest wear resistance. However, plasma nitrided Calmax tool steel had relatively lower friction coefficient than the other plasma nitrided steels. In general, brittle layer fractures have determined the friction coefficient.
D2, D6 ve Calmax soğuk iş takım çelikleri vakum altında sertleştirildi, taşlandı ve 75% N2 + 25% H2 atmosferinde 450 °C sıcaklıkta ve 2 mbar basınç altında 12 saat süre ile plazma nitrürlendi. Numuneler yüzey pürüzlülüğü, mikroyapı, mikrosertlik ve aşınma-sürtünme testleri ile karakterize edildi. Aşınmasürtünme karakteristiklerinin belirlenmesinde WC-Co bilyasına sahip ball-on-disk sürtünme-aşınma sistemi kullanıldı. Plasma nitrürleme numunelerin yüzey pürüzlülüğünü arttırmıştır. Ancak, bu etki temel malzemenin daha yüksek yüzey pürüzlülüğü ile azalmıştır. Plazma nitrürlenmiş numunelerin yüzeylerinde Fe4N (γ'), Fe3N (ε) ve CrN fazları elde edilmiştir. Plazma nitürlenmiş D2 ve D6 çeliklerinde daha yüksek yüzey sertlikleri elde edilmiştir. Ball-on-disk sürtünme-aşınma sisteminde numunelerde önemli bir kütle kaybı meydana gelmemiştir. Bu yüzden, numunelerdeki aşınma taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Plazma nitrürleme çeliklerin aşınma dayanımını iyileştirmesinin yanında sürtünme katsayısını da düşürmüştür. Plazma nitürlenmiş D2 çeliği en yüksek aşınma dayanımına sahip olurken, plazma nitrülenmiş Calmax çeliği ise en düşük aşınma dayanımı sergilemiştir. Ancak, plazma nitrürlenmiş Calmax çeliği diğer plazma nitrülenmiş çeliklere nazaran nispeten daha düşük sürtünme katsayısına sahip olmuştur. Genel olarak, aşınma ürünü kırılgan nitrür parçacıkları sürtünme katsayısını belirleyici rol oynamıştır.
URI: https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/1072982
http://hdl.handle.net/11452/12724
ISSN: 2148-4147
2148-4155
Appears in Collections:2020 Cilt 25 Sayı 1

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
25_1_41.pdf1.02 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons