Yıldırım, MehmetErol, İsa2026-04-102026-04-102026https://hdl.handle.net/20.500.13091/13185https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=KOgdn9H3uVnWeb15j2W4h6tKJ2a16_nPVfkn7qQav5uiNwSTNmea2mtfcRmtECj4Maryaşlandırma çelikleri, adını martenzitik yapı ve yaşlandırma işleminden alan; düşük karbon içeriğine rağmen yüksek mukavemet ve tokluk özellikleri sergileyen özel alaşımlı çeliklerdir. Bu çeliklerde mukavemet artışı karbon yerine, yaşlandırma işlemi sırasında oluşan metaller arası bileşiklerin etkisiyle sağlanmaktadır. Ağırlıkça yaklaşık %15–25 oranında nikel içeren bu çeliklere, intermetalik faz oluşumunu desteklemek amacıyla kobalt, molibden ve titanyum gibi ikincil alaşım elementleri ilave edilmektedir. Düşük karbon içerikleri sayesinde iyi süneklik, işlenebilirlik ve kaynaklanabilirlik sunan maryaşlandırma çelikleri, ayrıca yüksek kırılma tokluğu ve ısıl işlem sırasında düşük çarpılma özellikleri ile öne çıkmaktadır. Maryaşlandırma çelikleri, yüksek mukavemet-ağırlık oranı gerektiren uygulamalarda tercih edilmekte olup, havacılık endüstrisinde uçak iniş takımları, helikopter alt taşıyıcı yapıları ve roket motoru koruyucu bileşenleri gibi kritik parçalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Sahip oldukları yüksek mukavemet ve kırılma tokluğu, bu çelikleri emniyet açısından kritik havacılık yapıları için uygun bir malzeme haline getirmektedir. Maryaşlandırma çelikleri, krom içermemeleri nedeniyle paslanmaz çeliklerde görülen üstün korozyon ve oksidasyon direncini sergileyememektedir. Bu nedenle, korozif ve oksijen içeren ortamlarda çalışan maryaşlandırma çeliklerinin korozyon ve oksidasyona karşı dirençlerinin artırılması amacıyla ilave yüzey işlemleri ve/veya kaplama yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu kapsamda, önerilen çalışmada çözeltiye alınmış durumda temin edilen ticari Maryaşlandırma-300 kalite çeliğe gaz ve plazma nitrasyon yüzey işlemleri uygulanarak, yüzeyde aşınma, yorulma ve korozyon direncini artırıcı nitrür tabakalarının oluşturulması hedeflenmiştir. Gaz, plazma nitrasyon yüzey işlemi ve yaşlandırma ısıl işlemi uygulanarak elde edilen numunelerin yapısal, aşınma ve korozyon özellikleri detaylı olarak incelenmiştir. Yapısal karakterizasyon X-ışını kırınımı (XRD), optik mikroskopi ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Aşınma davranışı abrasif aşınma testleri ile, korozyon davranışı elektrokimyasal yöntemlerle, mekanik özellikler ise mikrosertlik ölçümleri ile belirlenmiştir. Yaşlandırma ısıl işlemi sonrası Ni3Ti çökeltileri oluşmuş bunun neticesinde çözeltiye alınmış durumdaki sertlik değeri 308,7 ± 3,9 HB (305 HV) değerinden 521,6 ± 2,8 HB (549 HV) değerine (yaklaşık 1,7 katına) artmıştır. Nitrasyon yüzey işlemleri sonrasında parça yüzeyinde sert Fe3N ve Fe4N nitrür fazlarından oluşan nitrasyon tabakası meydana gelmiştir. Nitrasyon tabakasının sertlik değeri gaz ve plazma nitrasyon yüzey işlemleri için sırasıyla 789 ve 824 HV'dir. İncelenen koşullarda plazma nitrasyon uygulanmış numune hem en yüksek korozyon direnci hem de en yüksek aşınma direnci (en düşük aşınma kaybı) sergilemiştir. En kötü aşınma ve korozyon direncini çözeltiye alınmış numune sergilemiştir. Yapılan çalışma göstermiştir ki gaz ve plazma nitrasyon gibi geleneksel yüzey işlemleri uygulanarak hem yüksek sertliğe hem de üstün aşınma ve korozyon direncine sahip maryaşlandırma çeliği elde edilmiştir. Yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmadan yüzey işlemi uygulanarak yaşlandırma sonrası sertliğe çok yakın sertlik ve yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmış numuneden çok daha üstün aşınma ve korozyon dirençleri elde edilmiştir.Maraging steels are a class of special alloy steels named after their martensitic structure and aging treatment, exhibiting high strength and toughness despite their low carbon content. In these steels, strength enhancement is achieved not through carbon, but through the precipitation of intermetallic compounds formed during the aging process. Maraging steels typically contain approximately 15–25 wt.% nickel as the primary alloying element, while secondary alloying elements such as cobalt, molybdenum, and titanium are added to promote the formation of intermetallic phases. Owing to their low carbon content, maraging steels offer good ductility, machinability, and weldability, and are further distinguished by high fracture toughness and low distortion during heat treatment. Maraging steels are widely used in applications requiring a high strength-to-weight ratio, particularly in the aerospace industry for critical components such as aircraft landing gears, helicopter substructures, and rocket motor casings. Their high strength and fracture toughness make them suitable materials for safety-critical aerospace structures. Due to the absence of chromium, maraging steels do not exhibit the superior corrosion and oxidation resistance characteristic of stainless steels. Consequently, maraging steels operating in corrosive and oxygen-containing environments require additional surface treatments and/or coatings to enhance their resistance to corrosion and oxidation. In this context, the present study aims to improve the wear, fatigue, and corrosion resistance of the surface by forming nitride layers on commercial Maraging-300 steel through gas and plasma nitriding processes. The Maraging-300 steel, supplied in the solution-treated condition, was subjected to aging heat treatment as well as gas and plasma nitriding surface treatments, and its structural, wear, and corrosion properties were systematically investigated. Structural characterization was carried out using X-ray diffraction (XRD), optical microscopy, and scanning electron microscopy (SEM). Wear behavior was evaluated by abrasive wear tests, corrosion behavior by electrochemical techniques, and mechanical properties by microhardness measurements. After the aging heat treatment, Ni₃Ti precipitates were formed, resulting in an increase in hardness from 308.7 ± 3.9 HB (305 HV) in the solution-treated condition to 521.6 ± 2.8 HB (549 HV) (approximately a 1.7-fold increase). Following nitriding surface treatments, a nitrided layer composed of hard Fe₃N and Fe₄N nitride phases was formed on the specimen surface. The hardness of the nitrided layer was measured as 789 HV and 824 HV for gas nitriding and plasma nitriding, respectively. Among the investigated conditions, the plasma-nitrided specimen exhibited both the highest corrosion resistance and the highest wear resistance (i.e., the lowest wear loss), whereas the solution-treated specimen showed the poorest wear and corrosion performance. The present study demonstrates that maraging steel with high hardness as well as superior wear and corrosion resistance can be obtained by applying conventional surface treatments such as gas and plasma nitriding. Moreover, by applying surface treatment without prior aging heat treatment, hardness values close to those achieved after aging were obtained, along with significantly superior wear and corrosion resistance compared to the aged specimen.trMetalurji MühendisliğiMetallurgical EngineeringMaster Thesis