Single boride layer (Fe2B) formation of borided AISI M2 high-speed steel

In this study, the boriding process of AISI M2, which is in the high-speed steel class, was carried out with the pack-boriding method. Samples of 20x20x15 mm were borided in an atmosphere-controlled furnace at 900, 1000, and 1100°C for 2,4, and 6 hours. For the boriding heat treatment, AISI 316 stainless steel crucible and a powder mixture with the trade name EKABOR 2 as boa riding agent were used. After the boriding process was completed, the samples were prepared for the metallographic study. Scanning electron microscope (SEM) with the help of backscattered electrons (BE) was used for microstructure investigations, and EDX (Energy Dispersive X-Ray Analysis) unit integrated into SEM and also XRD (X-ray diffraction) device were used for chemical analysis. After the microstructure and chemical analysis processes, hardness measurements were carried out on the boride layers formed on the surface of the samples. After the microstructure and chemical analysis processes, the hardness of the boride layers formed on the surfaces of the boronized samples was measured with a Vickers hardness device, using a 100 g. weight.As a result of the analyzes carried out, it was determined that AISI M2 high-speed steel can be borided, and it was determined that the boride layer formed on the surface was single-phase, unlike many steel types, and this phase was Fe2B. In addition, the results obtained were compared with the literature and the accuracy of the results was confirmed.

Bu çalışmada, yüksek hız çeliği sınıfında yer alan AISI M2'nin kutu-borlama yöntemi ile borlanma işlemi gerçekleştirilmiştir. 20x20x15 mm boyutundaki numuneler, atmosfer kontrollü fırında, 900, 1000 ve 1100°C'de, 2,4ve 6 saat süre ile borlanmışlardır. Borlama ısıl işlemi için AISI 316 paslanmaz çelik pota ve borlama maddesi olarak ticari ismi EKABOR 2 olan toz karışımı kullanılmıştır. Borlama işlemi tamamlanan numuneler daha sonra metalografik etüt için hazırlanmıştır. Mikroyapı incelemeleri için, geri saçılan elektronlar yardımıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM), kimyasal analiz için ise SEM'e entegre EDX (Energy Dispersive X-Ray Analysis) ünitesi ve ayrıca XRD (X-ray diffraction) cihazı kullanılmıştır. Mikroyapı ve kimyasal analiz işlemleri sonrasında, borlanmış numunelerin yüzeylerinde oluşan borür tabakalarının, Vickers sertlik cihazı ile, 100 gr'lık ağırlık kullanılarak sertlikleri ölçülmüştür. Gerçekleştirilen analizler neticesinde, AISI M2 yüksek hız çeliğinin borlanabildiği belirlenmiş, yüzeyinde oluşan borür tabakasının, pek çok çelik türünün aksine tek fazlı olduğu ve bu fazın Fe2B olduğu belirlenmiştir. Ayrıca elde edilen sonuçlar literatür ile kıyaslanarak sonuçların doğruluğu teyit edilmiştir.