Kutu Sementasyonu Yöntemi ile Ti6Al4V Alaşımı Üzerine Aluminid Esaslı Kaplama Üretimi
Öz
Bu çalışma, havacılık ve biyomedikal alanlarında sık kullanılan α+β titanyum alaşımlarından olan, Ti-6Al-4V alaşımının kutu sementasyonu yöntemiyle aluminyum kaplama üretilmesi hedeflenmiştir. Bu kaplamanın karakteristik özelliklerinin taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı spektrometre (EDS) ve X-ışını kırınımı (XRD) vasıtasıyla incelenmiştir. Aluminyum kaynağı olarak Al, dolgu malzemesi olarak Al2O3 tozu ve aktivatör olarak da NH4Cl tozları açık atmosferli bir fırında 700°C sıcaklıkta 4,6 ve 8 saat aluminyumlama işlemi gerçekleştirilmiştir. Yapılan X-ışını (XRD) analizlerinde kaplama tabakası üzerinde TiAl, TiAl2 ve TiAl3 ve Al2O3 fazları tespit edilmiştir. Kaplama tabakası kalınlığı tutma sürelerine bağlı olarak 12-20 µm arasında değiştiği görülmüştür. Oluşan titanyum alüminid tabakasının kalınlığı Vickers sertlik yöntemiyle ölçülmüş ve sertlik 578-650 HV arasında sertlik değerleri ölçülmüştür. Yüzeyde homojen ve sürekli bir alüminyumca zengin kaplama tabakasına, 700°C sıcaklık 6 saat tutma süresinde ulaşılmıştır.
Anahtar Kelimeler
Ti-6Al-4V alaşımı, kutu sementasyonu, difüzyon kaplaması, alüminid esaslı kaplama
Kaynakça
- [1] W. Yang et al., “Evaluation of growth kinetics of aluminide coating layers on Ti-6Al-4V alloys by pack cementation and the oxidation behaviours of the coated Ti-6Al-4V alloys,” Int. J. Refract. Met. Hard Mater., vol. 101, p. 105642, Dec. 2021, doi: 10.1016/J.IJRMHM.2021.105642.
- [2] T. Yener, “Chromium-Aluminide Coatings via Pack Cementation Method on Inconel 718 Alloy and Fe-Cr-Ni SuperAlloy,” Sak. Univ. J. Sci., vol. 23, no. 5, pp. 817–823, Oct. 2019, doi: 10.16984/saufenbilder.495407.
- [3] T. Yener, “Low temperature aluminising of Fe-Cr-Ni super alloy by pack cementation,” Vacuum, vol. 162, no. September 2018, pp. 114–120, 2019, doi: 10.1016/j.vacuum.2019.01.040.
- [4] F. J. Pérez, M. P. Hierro, F. Pedraza, M. C. Carpintero, C. Gómez, and R. Tarín, “Effect of fluidized bed CVD aluminide coatings on the cyclic oxidation of austenitic AISI 304 stainless steel,” Surf. Coatings Technol., vol. 145, no. 1–3, pp. 1–7, Aug. 2001, doi: 10.1016/S0257-8972(01)01019-2.
- [5] K. M. Döleker et al., “Enhancing the wear and oxidation behaviors of the Inconel 718 by low temperature aluminizing,” Surf. Coatings Technol., vol. 412, p. 127069, Apr. 2021, doi: 10.1016/J.SURFCOAT.2021.127069.
- [6] T. Yener, A. Erdogan, M. S. Gök, and S. Zeytin, “Formation, characterization, and wear behavior of aluminide coating on mirrax® ESR steel by low-temperature aluminizing process,” J. Tribol., vol. 143, no. 1, 2021, doi: 10.1115/1.4047667.
- [7] A. Erdogan, T. Yener, K. M. Doleker, M. E. Korkmaz, and M. S. Gök, “Low-temperature aluminizing influence on degradation of nimonic 80A surface: Microstructure, wear and high temperature oxidation behaviors,” Surfaces and Interfaces, vol. 25, p. 101240, Aug. 2021, doi: 10.1016/J.SURFIN.2021.101240.
- [8] T. Yener, K. M. Doleker, and A. Erdogan, “High temperature oxidation behavior of low temperature aluminized Mirrax® ESR steel,” Mater. Res. Express, vol. 6, no. 11, 2019, doi: 10.1088/2053-1591/ab4541.
- [9] S. S. Rahman, M. Z. I. Ashraf, M. S. Bashar, M. Kamruzzaman, A. K. M. Nurul Amin, and M. M. Hossain, “Crystallinity, surface morphology, and chemical composition of the recast layer and rutile-TiO2 formation on Ti-6Al-4V ELI by wire-EDM to enhance biocompatibility,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 93, no. 9–12, pp. 3285–3296, 2017, doi: 10.1007/s00170-017-0772-5.
- [10] H. Du, N. Tan, L. Fan, J. Zhuang, Z. Qiu, and Y. Lei, “Formation mechanism of aluminide diffusion coatings on Ti and Ti-6Al-4V alloy at the early stages of deposition by pack cementation,” Materials (Basel)., vol. 12, no. 19, 2019, doi: 10.3390/ma12193097.