Nitrürleme işleminin Al0.5Cr1.5CoFe1.5Ni alaşımının aşınma performansına etkisi
Effect of nitriding treatment on the wear performance of Al0.5Cr1.5CoFe1.5Ni alloy
- Tez No: 1004500
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KADİR MERT DÖLEKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek entropili alaşımlar (YEA), çok bileşenli yapıları ve ayarlanabilir mekanik özellikleri sayesinde son yıllarda metalurji ve malzeme biliminde önemli bir araştırma alanı hâline gelmiştir. Bu çalışmanın temel amacı, beş veya daha fazla elementten oluşan eş atomik ve eş atomik olmayan YEA sistemlerinde karışım entropisinin faz oluşumu üzerindeki etkilerini incelemektir. İzotermal ve izobarik koşullarda alaşım sistemi Gibbs serbest enerjisini minimize etmeye çalışır. Yüksek entropinin, intermetalik fazların oluşumunu baskılayarak daha basit kristal yapılı katı eriyiklerin (FCC, BCC) oluşmasını teşvik ettiği termodinamik temel incelenmiştir. Faz oluşumunu tahmin etmek için valans elektron konsantrasyonu (VEC), atomik boyut farkı ve karışım entalpisi gibi parametreler değerlendirilmiştir. Özellikle Al, Fe, Co ve Ni içeren sistemlerde görülen ve alaşımın mekanik özelliklerini etkileyen B2 fazının oluşum mekanizması detaylandırılmıştır. Yüksek entropili alaşımlar sahip oldukları yüksek dayanım, yüksek korozyon direnci ve yavaş difüzyon kabiliyetleri sayesinde yüksek sıcaklık koşullarında için oldukça uygun özelliklere sahiptirler. Al içerikli yüksek entropili alaşımlarda da geleneksel alaşımlara benzer şekilde yüksek sıcaklıkta yüzeylerinde koruyucu alümina tabakası oluşmaktadır ve yüzey altında yavaş difüzyon etkisi sayesinde alüminyumca zengin fazların yavaş tükenmektedir. Ayrıca Nitrokarbürizasyon yapılmış metaller aşınma, sürtünme ve korozif ortamlarda mekanik ve kimyasal etkilere karşı dirençli hale gelir. Nitrokarbürizasyon işlemi uygulanmış çelik yüzeyleri optik mikroskop ve SEM analizi kullanılarak karakterize edilmiştir. Beyaz tabaka kalınlığının sıcaklık ve süre ile arttığı; aşınma miktarının beyaz tabaka değerlerine bağlı olarak azaldığı gözlenmiştir. Proses sonrası yüksek yüzey sertliğine ve yüksek aşınma direncine çelik elde edilmiştir. Deneysel çalışmada AL0.5CR1.5COFE1.5Nİ yüksek entropili alaşım Hot Isostatic Pressing (HIP) yöntemi ile üretip 1200 °C de sinterleme işlemi yapıldı. 580 °C sıcaklıkta 3 farklı sürede Nitrokarbürizasyon işlemi uyguladık. Farklı sürelerde Nitrokarbürizasyon yapılan ürünlerin aşınma performanslarını inceledik.
Özet (Çeviri)
High-entropy alloys (HEAs) have become an important research area in metallurgy and materials science in recent years due to their multi-component structures and tunable mechanical properties. The main objective of this study is to investigate the effects of mixing entropy on phase formation in equiatomic and non-equiatomic HEA systems consisting of five or more elements. Under isothermal and isobaric conditions, an alloy system tends to minimize its Gibbs free energy. The thermodynamic basis by which high entropy suppresses the formation of intermetallic phases and promotes the formation of simpler solid-solution phases with FCC and BCC crystal structures is examined. Parameters such as valence electron concentration (VEC), atomic size difference, and mixing enthalpy are evaluated to predict phase formation. In particular, the formation mechanism of the B2 phase, observed in systems containing Al, Fe, Co, and Ni and significantly influencing the mechanical properties of the alloy, is discussed in detail. High-entropy alloys exhibit excellent suitability for high-temperature applications due to their high strength, high corrosion resistance, and slow diffusion characteristics. In Al-containing high-entropy alloys, similar to conventional alloys, a protective alumina layer forms on the surface at high temperatures, and the slow diffusion beneath the surface results in a gradual depletion of aluminum-rich phases. In addition, nitrocarburized metals become resistant to mechanical and chemical effects in abrasive, frictional, and corrosive environments. Steel surfaces subjected to nitrocarburization were characterized using optical microscopy and SEM analysis. It was observed that the thickness of the compound (white) layer increased with temperature and processing time, while the amount of wear decreased depending on the white layer thickness. As a result of the process, steel with high surface hardness and high wear resistance was obtained. In the experimental study, the AL0.5CR1.5COFE1.5NI high-entropy alloy was produced using the Hot Isostatic Pressing (HIP) method and sintered at 1200 °C. Nitrocarburization was applied at 580 °C for three different durations. The wear performance of the products subjected to nitrocarburization for different durations was investigated.
Benzer Tezler
- Plasma-assisted atomic layer deposition of III-nitride thin films
III-nitrür ince filmlerin plazma-destekli atomik katman biriktirme yöntemi ile büyütülmesi
ÇAĞLA AKGÜN
Doktora
İngilizce
2014
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
YRD. DOÇ. DR. NECMİ BIYIKLI
- Zirkonyum hafnium nitrür kaplamaların mekanik ve aşınma özelliklerinin incelenmesi
An investigation on mechanical and tribological properties of zirconium hafnium nitride coatings
ERDEM ATAR
Doktora
Türkçe
2004
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABRİ KAYALI
- Ark fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle nanokompozit Mo-N-Cu kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu
Production of Mo-N-Cu nanocomposite coatings by arc physical vapour deposition technique and their characterization
OSMAN LEVENT ERYILMAZ
- Plazma nitrürleme işleminin 316L paslanmaz çelik biyomalzemenin in vitro biyouyumluluğu üzerine etkisi
Effect of plasma nitriding process on in vitro biocompatibility properties of 316L stainless steel biomaterial
AYLİN ALTINAY GÜNDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
BiyomühendislikAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÇELİK
- Plazma nitrürleme işleminin düşük alaşımlı AISI 4140 çeliğinin yapı ve mekanik özelliklerine etkisi
Effect of plasma nitriding process on the microstructure and mechanical properties of AISI 4140 low alloy steel
MUHAMMET ANIL KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Mühendislik BilimleriKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT AYDIN