The Effect of Boron Addition on the Microstructure and Mechanical Properties of Powder Metal D2 Tool Steel

Bu çalışmada, toz metalurjisi (T/M) yöntemi ile üretilen D2 takım çeliğinin mikroyapı ve mekanik özelliklerine B ilavesinin etkileri incelenmiştir. D2 takım çeliği tozunun içerisine ağırlıkça %0,5-2 arasında farklı oranlarda amorf B ilavesi yapılarak elde edilen toz karışımları 700 MPa basınç uygulanarak şekillendirilmiştir. Bor ilavesinin sinterleme davranışına etkisini tespit etmek amacıyla şekillendirilen ham numuneler farklı sıcaklıklarda sinterlenmiştir. En yüksek yoğunlaşmayı sağlayan sinterleme parametrelerini tespit etmek amacıyla yoğunluk ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Optimum şartlarda sinterlenen numunelerin mikroyapı ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Mikroyapı incelemeleri X-ışınları analizi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımı spektrometresi (EDS) ile gerçekleştirilmiştir. Mekanik özelliklerin belirlenmesinde sertlik ölçümlerinden yararlanılmıştır. Sonuçlar, belirli bir orana kadar B ilavesinin, daha düşük sinterleme sıcaklıklarında daha yüksek bağıl yoğunluk değerleri sağladığını göstermiştir. XRD analizleri ve SEM incelemeleri, B oranındaki artışın M23C6 tipi karbürlerin M23(C,B)6 boro-karbürlere dönüşmesine yol açtığını göstermiştir. B oranındaki artışla birlikte üretilen çelik malzemelerin sertlik değerlerinde artış olduğu belirlenmiştirIn this study, the effects of boron addition on the microstructure and mechanical properties of D2 tool steel produced via powder metallurgy (P/M) method was examined. The powder mixtures obtained by adding different rates of B in weight percentage between 0.5-2 into the D2 tool steel powder were shaped with applying 700 MPa pressure. In order to determine effect of B addition on sintering behavior, the green samples were sintered at various temperatures. Density measurements were conducted to determine the sintering parameters provide the highest densification. The microstructure and mechanical properties of samples sintered at optimum conditions were investigated. Microstructural examinations were carried out by scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrometry (EDS) and X-ray diffraction analysis (XRD). Hardness measurements were used in mechanical characterization. The results have shown that B addition up to a certain rate provides higher relative density values at lower sintering temperatures. XRD analyses and SEM examinations showed that increasing of B rate leads to transformation of M23C6 type carbides to M23(C,B)6 boro-carbides. It is determined that the hardness values of produced steels increased with increasing of B rat