12. INTERNATIONAL SUMMIT SCIENTIFIC RESEARCH CONGRESS, Gaziantep, Türkiye, 29 - 31 Mayıs 2024, ss.869-878
Birçok makine parçası, bulundukları ortam ve çalışma koşullarına bağlı olarak, yüzeylerinde meydana
gelen aşınma ve korozyon gibi durumlar sonucunda kullanılamaz hale gelmektedir. Makine parçalarının
değişimi, hem üretimin aksamasına hem de maddi zarara neden olmaktadır. Dolayısıyla, makine
parçalarının kullanım ömürlerini artırmak ciddi önem arz etmektedir. Bunun için, makine parçalarını
yüksek maliyetli bir malzemeden üretmek yerine parçaların yüzeyi, daha iyi özelliklere sahip bir
malzemeyle kaplanır veya termokimyasal işlemlerle parçaların yüzeyinde koruyucu bir tabaka
oluşturulur. Parçaların dış yüzeyinde oluşturulan bu tabakalar, altlık malzemeyi aşınma ve korozyon
gibi durumlardan korumaktadır. Karbürleme, nitrürleme ve borlama gibi termokimyasal işlemlerle parça
yüzeyinde sırasıyla karbürlü, nitrürlü ve borürlü yapılar oluşmaktadır. Bu yapılar, yüksek sertlik
değerine sahip olup, üstün aşınma ve korozyon dirençleri göstermektedir. Termokimyasal işlemlerden
özellikle karbürleme ve borlama işlemi, basit ve ekonomik olması vb. sebeplerden dolayı genellikle katı
ortamda yapılmaktadır. Katı ortamda yapılan işlemlerde, yapılan işlemin çeşidine göre karbon, azot veya
bor verici ve tepkimeyi hızlandırmak için çeşitli aktivatörler içeren toz ortamlar kullanılır. Nadir toprak
elementlerinin termokimyasal karbürleme, nitrürleme ve borlama işlemlerinde sırasıyla karbon, nitrojen
veya borun difüzyonunu artırıcı etki göstermektedir. Bu çalışmada da borlama işleminde nadir toprak
elementi katkılarının, oluşan borür tabakası özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Literatürdeki çalışmaları
incelediğimizde, az miktarlarda yapılan katkıların bile oluşan borür tabakasının mikroyapısı, kalınlığı
ve sertlik değeri gibi özellikler üzerinde etkileri olduğu görülmektedir. Altlık malzeme olarak demir
esaslı malzemeler, titanyum alaşımları ve nadiren nikel alaşımları kullanıldığı görülmüştür. Nadir toprak
elementi katkısı olarak ise genellikle lantanyum ve seryum elementi oksitlerinin kullanıldığı görülmekle
birlikte, neodimyum, gadolinyum, iterbiyum, itriyum, samaryum bileşiklerinin kullanıldığı çalışmalara
da rastlanılmıştır. Katkı olarak nadir toprak elementlerinin oksitli bileşiklerinin, nitratlı ve klorürlü
bileşiklerine daha çok tercih edildiği görülmüştür. Genel olarak, nadir toprak elementi bileşiklerinin
borlayıcı ortama eklenmesiyle ilgili sınırlı sayıda çalışma olduğu söylenebilir. Bu kapsamda, borlama
işleminde farklı altlık malzemelerin ve nadir toprak elementi katkılarının kullanılmasının literatüre
büyük katkı sağlayacağı sonucuna varılmıştır.
Many machine parts become unusable as a result of wear and corrosion on their surfaces, depending on
their environment and operating conditions. Changing machine parts causes both production disruption
and financial damage. Therefore, increasing the lifespan of machine parts is of great importance. For
this purpose, instead of producing machine parts from a high-cost material, the surface of the parts is
coated with a material with better properties or a protective layer is created on the surface of the parts
by thermochemical processes. These layers formed on the surface of the parts protect the substrate
material from conditions such as wear and corrosion. Carbide, nitride and borided structures are formed
on the part surface, respectively, by thermochemical processes such as carburizing, nitriding and
boriding. These structures have high hardness values and show superior wear and corrosion resistance.
Thermochemical processes, especially carburizing and boriding, are generally carried out in solid media
for reasons such as being simple and economical. In processes carried out in solid media, powder
environment containing carbon, nitrogen or boron sources and various activators to accelerate the reaction are used, depending on the type of process performed. Rare earth elements has an increasing
effect on the diffusion of carbon, nitrogen or boron in thermochemical carburizing, nitriding and
boriding processes, respectively. In this study, the effect of rare earth element additives in the boriding
process on the properties of the formed boride layer was investigated. When we examine the studies in
the literature, it is seen that even small amounts of additives have effects on the properties such as
microstructure, thickness and hardness value of the formed boride layer. It has been observed that ironbased materials, titanium alloys and rarely nickel alloys are used as substrate materials. Although it is
seen that lanthanum and cerium element oxides are generally used as rare earth element additives, there
are also studies using neodymium, gadolinium, ytterbium, yttrium and samarium compounds. It has
been observed that oxidized compounds of rare earth elements are more preferred than nitrate and
chloride compounds as additives. In general, it can be said that there are a limited number of studies on
the addition of rare earth element compounds to boronizing media. In this context, it has been concluded
that the use of different substrate materials and rare earth element additives in the boriding process will
make a great contribution to the literature.