Effect of matrix structure and boriding time on the wear behaviour of Cu-Ni-Mo alloyed ductile iron

Abstract

In this study, effects of matrix structure (pearlitic, tempered martensitic and ausferritic) and boriding time (3, 4,5 and 6 hours) at 800 degrees C on the wear behaviour of Cu-Ni-Mo alloyed ductile iron were investigated. Wear tests were performed by ball on disc type wear tester under the load of 6.8 N, at sliding speed of 6.5 mm/s, at room temperature and dry sliding conditions. The friction coefficients were obtained during wear tests. The hardnesses, microstructures and worn surface examinations (SEM) of the matrix structures and borided layers were performed. XRD analysis were done on the specimen borided at 800 degrees C for 6 hours to identify the compounds in borided layer. Single phased (Fe2B) boride layers approximately in the range between 37-61 mu m thicknesses were obtained by boronizing treatment. Wear resistances were increased 3 and 2 times according to as-cast and tempered martensitic structures, respectively, by boronizing.

Bu çalışmada Cu-Ni-Mo alaşımlı küresel grafitli dökme demirin aşınma davranışı üzerine matris yapının (perlitik, temper martensitik ve ösferritik) ve 800ºC’de borlama süresinin (3, 4,5 ve 6 h) etkileri araştırılmıştır. Aşınma testleri disk üzerinde ball tipi aşınma cihazında 6,8 N yük altında, 6,5 mm/s kayma hızında, oda sıcaklığında, kuru kayma şartlarında gerçekleştirilmiştir. Deneyler sırasında sürtünme katsayıları elde edilmiştir. Matris yapıların ve borlanmış tabakaların sertlikleri, içyapıları ve aşınan yüzeylerin taramalı elektron mikroskop (SEM) incelemeleri yapılmıştır. Borlanmış tabakadaki bileşikleri belirlemek amacıyla 800ºC’de 6 h borlanan numunenin XRD incelemesi yapılmıştır. Borlama işlemiyle, yaklaşık olarak 37-61 µm arasındaki kalınlıklarda tek fazlı (Fe2B) bor tabakaları elde edilmiştir. Borlama işlemi ile döküm yapısına göre yaklaşık 3 kat, temper martensitik matris yapısına göre ise 2 kat daha fazla aşınma direnci elde edilmiştir.