Nitronic 60 korozyona dayanıklı makineli parçalar

1 Giriş

2025'te enerji, denizcilik ve kimyasal işleme gibi endüstriler, hem yüksek mekanik dayanım hem de zorlu ortamlara karşı direnç sunan malzemelere yönelik artan taleplerle karşı karşıya.

Nitronik 60, azot takviyeli bir paslanmaz çelik olup, üstün aşınma direnci ile kararlı korozyon performansını birleştirerek bu ihtiyacı karşılar. Ancak, bu alaşımın işlenmesi zorluklar yaratır: hızlı takım aşınması, işleme sertleşmesi ve yüzey çatlaması.

Bu çalışma, bu zorlukları ele alan, tekrarlanabilir veriler sağlayarak, imalat mühendislerinin işleme verimliliğini ve parça dayanıklılığını optimize etmelerini sağlar.

2 Araştırma Yöntemi

2.1 Tasarım Yaklaşımı

• Dövme Nitronik 60 çubukları (Ø50 mm) ham madde olarak seçildi.
• Tornalama ve frezeleme işlemleri yapıldı, ardından finisaj ve gerilim giderme işlemi uygulandı.
• Parametreler, endüstriyel uygulanabilirliği sağlamak için gerçekçi atölye koşullarını yansıtacak şekilde seçildi.

2.2 Veri Kaynakları

• İşleme kayıtları, takım aşınma verileri ve yüzey pürüzlülüğü operasyon sırasında toplandı.
• Korozyon direnci, ASTM B117 tuz püskürtme testi (720 saat) ile test edildi.
• Aşınma direnci, blok-halka kayma testleri ile değerlendirildi.

2.3 Araçlar ve Modeller

• CNC Torna: Doosan  GT2600
• Frezeleme Merkezi: HAAS VF-4
• Takım: TiAlN kaplı karbür uçlar (ISO M25)
• Soğutucu: Su bazlı emülsiyon (%8)
• Korozyon Odası: Weiss Technik SC-KWT 1000

İstatistiksel değerlendirme, yüzey kalitesi ve korozyon derinliğindeki farklılıkları doğrulamak için ANOVA kullanıldı.

3 Sonuçlar ve Analiz

3.1 İşleme Performansı

Tablo 1. Farklı ilerleme hızlarında kesme kuvveti ve takım aşınması

Gözlem:Düşük ilerleme hızları yüzey kalitesini iyileştirir ancak yapışkan takım aşınmasını hızlandırır.

3.2 Korozyon Direnci

Tuz sisi (5% NaCl) içinde 720 saat sonra, Nitronik 60 numuneleri ≤0.03 mm çukurlaşma derinliği gösterdi ve AISI 316L'den %35 daha iyi performans gösterdi (p < 0.05).

Şekil 1. Nitronik 60 ve 316L arasındaki çukurlaşma derinliği karşılaştırması
(Çizgi grafiği ekle: korozyon derinliği vs. zaman)

3.3 Karşılaştırmalı Analiz

Dubleks paslanmaz çeliklere kıyasla [1], Nitronik 60 şunları gösterdi:

• Karşılaştırılabilir genel korozyon direnci
• Kuru kayma altında önemli ölçüde daha düşük yapışma

Bu, Nitronik 60'ı vanalar, bağlantı elemanları ve pompa bileşenleri için güçlü bir aday olarak konumlandırır.

4 Tartışma

Bulgular, işleme stratejisinin doğrudan yüzey bütünlüğünü etkilediğini gösteriyor:

• Düşük ilerlemeler → daha iyi yüzey ancak daha yüksek takım aşınması
• Daha yüksek ilerlemeler → daha uzun takım ömrü ancak daha düşük finisaj kalitesi

Korozyon direnci, klorür saldırısı altında pasif filmleri stabilize eden yüksek silikon ve manganez içeriğinden kaynaklanır.

Sınırlamalar: Testler, çok faktörlü saha koşullarını hesaba katmayan tuz püskürtme ortamlarına odaklanmıştır. Gelecekteki çalışmalar, döngüsel korozyon testlerini ve yorulma çalışmalarını içermelidir.

5 Sonuç

• Optimize edilmiş işleme, Nitronik 60 parçalarının hem yüksek aşınma hem de korozyon direncine ulaşmasını sağlar.
• Uygun soğutucu ve takım yolu yönetimi, takım ömrü ve yüzey kalitesi arasında denge sağlar.
• Endüstriyel uygulamalar arasında denizcilik bağlantı elemanları, pompa bileşenleri ve kayar yüzeyler bulunur.
• Gelecekteki araştırmalar, işleme verimliliğini artırmak için hibrit soğutma ve gelişmiş kaplamaları araştırmalıdır.