Investigation of Wear Behavior of Boronized Hardox 500 Steels


Creative Commons License

KARA R., KAYALI Y., ÇOLAK F.

Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol.8, no.1, pp.151-158, 2021 (Peer-Reviewed Journal) identifier

Abstract

In this study, Hardox 500 steels, which draw attention with their wear resistance and mechanical properties, weresubjected to box boring process at different temperatures and times. Boronizing process was carried out at 850,900 and 950 oC temperatures and for 2, 4, and 6 hours for each boring temperature. The morphology of the boronlayer formed on the sample surfaces as a result of the boronization process was examined by SEM microscope.Boron phases formed by measuring the Vickers hardness values were analyzed by X-Ray diffraction technique(XRD). It was observed that the boride layer formed according to the XRD analysis consisted of a single phaseFe2B structure. It was observed that the boride layer thickness in Hardox 500 steel increased with the increasingboronization temperature and duration. The abrasion tests were carried out using the ball disc wear method at asliding speed of 0.3 m / s under a load of 10 N in a dry environment and a sliding distance of 500 meters. As aresult of the abrasion test performed after the boronization process, the wear rate of Hardox 500 steel decreasedcompared to the purchased state, and the wear resistance increased. The adhesion properties of the boride layerwere examined by the Daimler-Benz Rockwell-C test. It was determined that with increasing boronizationtemperature and time, the wear and adhesion resistance decreased.
Bu çalışmada, aşınma direnci ve mekanik özellikleri ile dikkat çeken Hardox 500 çelikleri farklı sıcaklıklarda vesürelerde kutu borlama işlemine tabi tutulmuştur. Borlama işlemi 850, 900 ve 950 oC sıcaklıklarda ve her birborlama sıcaklığı için 2, 4 ve 6 saat süre ile gerçekleştirilmiştir. Borlama işleminin sonucunda numuneyüzeylerinde oluşan bor tabakasının morfolojisi SEM mikroskobu ile incelenmiştir. Vickers sertlik değerleriölçülerek oluşan bor fazları X-Ray kırınım tekniği (XRD) ile analiz edilmiştir. XRD analizine göre oluşan borürtabakasının tek fazlı Fe2B yapısından oluştuğunu gözlemlenmiştir. Artan borlama sıcaklığı ve süresi ile Hardox500 çeliğinde borür tabaka kalınlığının arttığı görülmüştür. Aşınma testleri, kuru bir ortamda ve 500 metrelik birkayma mesafesinde 10 N'luk bir yük altında 0,3 m/s'lik bir kayma hızında bilyeli disk aşınma yöntemi kullanılarakgerçekleştirilmiştir. Borlama işlemi sonrasında yapılan aşınma deneyi sonucunda Hardox 500 çeliğinin aşınmahızı satın alındığı duruma göre azalmış aşınma direnci ise artmıştır. Borür tabakasının yapışma özellikleri Daimler Benz Rockwell-C testi ile incelenmiştir. Borlama sıcaklığı ve süresinin artmasıyla aşınma ve yapışma direncininazaldığı tespit edilmiştir.