Plazma ile Nitrokarbürleme Yüzey Sertleştirmesi

Termokimyasal yüzey sertleştirme işlemlerine farklı bir boyuttan bakmaya hazırmısınız?

Plazma ile nitrokarbürleme işlemi

Bu metalurjik işlem yaklaşık olarak 450-580 °C sıcaklıklar arasında, demir esaslı malzemelerin yüzeyine azot ve karbonun difuze olmasını içeren termokimyasal bir işlemdir. Yani yüzeyde γ-demir nitrür ile beraber ε-nitrür tabakası, onun altında da difüzyon tabakası oluşturulması mantığına dayanmaktadır [1,2].

Bu işlemdeki asıl hedef malzemenin yüzeyinde, tek fazlı ε-nitrür tabakası oluşturularak korozyon ve aşınma dayanımını arttırılmasıdır. İlk yapılan plazma ile nitrokarbürleme işlemlerinde, işlem gazı olarak CH4 yani metan  kullanılmıştır. Fakat çok küçük miktarda CH4 kullanımında bile sementit (FE3C) ve ε nitrürün oluştuğu görülmüş ve daha sonraki araştırmalarda ortama CO2 gazı verilerek bu sorun giderilmiştir[3].

Günümüzde ise genel itibarıyla kullanılan gaz karışımlarına  kısaca değinecek olursak azot-hidrojen-metan veya azot-hidrojen-karbondioksit diyebiliriz. Evet şimdi gelelim plazma ile nitokarbürleme işleminin uygulama alanlarına…Genellikle düşük alaşımlı çelikler ve sade karbonlu çelikler gibi piyasada daha ucuz olan malzemeler denebilir. Bu malzemelerin yüzey özelliklerine ciddi bir şekilde katkıda bulunan bu termokimyasal işlem için özellikle şu  değişkenlere dikkat edilmesi  gerekir ; yorulma ve akma mukavemeti ve bazı durumlarda da özel olarak  korozyon direncinin arttırılması bu işlemin verimi için önemlidir.Çünkü aşınma ve korozyon direncindeki artış, yüzeyde oluşan tek fazlı beyaz tabaka (ε-nitrür) sayesinde gerçekleşmektedir.

Son olarak, plazma şartlarında gerçekleştirilen nitrokarbürleme işleminin tercih sebepleri arasında; çevreyle dost olması, uygun işlem değişkenleri ile tek fazlı ε nitrür fazının elde etmenin kolay olması,gaz ve enerji tüketiminin az olması gibi nedenler gösterilebilir.

Sağlıcakla kalınız.

KAYNAKÇA

1. Hadfield, J., MSc Thesis, University of Birmingham, (1986).
2. Rie, K.T, and Lampe, T., Proc. Conf. Heat Treatment’ 84 May, (1984).
3. Edenhofer, B., Physical and Metallurgical Aspect of Ionitriding. Heat Treat. Of Metals, V2, (1974), p23.