Yüzey kaplama ile Ti6Al4V alaşımının aşınma ve korozyon direncinin artırılması
Improving wear and corrosion resistance of Ti6Al4V alloy with surface coated
- Tez No: 406081
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞENGÜL DANIŞMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 155
Özet
Bu çalışmada, Fiziksel Buhar Biriktirme metotlarından manyetik alanda sıçratma kaplama tekniği ile TiN, TiAlN, TiCN kaplanmış ve kaplanmamış Ti6Al4V alaşımının aşınma ve korozyon davranışı incelenmiştir. Ana malzeme olarak 20 mm x 65 mm ölçülerinde ve 3 mm yükseklikte Ti6Al4V alaşımından hazırlanan numuneler kullanılmıştır. Günümüzde Ti6Al4V alaşımının kullanımı hızla artmaktadır. Bu durum Ti6Al4V üzerinde yapılan çalışmalarında artmasına neden olmuştur. Korozyon direncinin yüksek oluşu ve yüksek dayanıma sahip olması Ti6Al4V alaşımının imalat sanayisinde kullanılmasının en önemli sebeplerindendir. Ancak bu alaşımın zayıf tribolojik davranışı yüzey işlemlerini önemli kılmaktadır. Bu çalışmada, aşınma deneyleri kuru sürtünme ve oda sıcaklığı şartlarında yapılmış, kayma hızı ve normal yük değişken parametreler olarak kullanılmıştır. Numuneler ve aşındırma elemanlarının ağırlık kayıpları ve numuneler üzerindeki aşınma iz genişlikleri tespit edilmiş, grafik çizici tarafından kayma mesafesine bağlı olarak kaydedilen sürtünme kuvvetlerinden, kararlı hal kayma rejimi ortalama sürtünme katsayıları tespit edilmiştir. Normal yük – iz genişliği ve normal yük – sürtünme katsayısı grafikleri de çizilmiştir. TiN, TiAlN, TiCN kaplı ve kaplanmamış numunelerin sabit kayma hızlarındaki yük – iz genişliği grafiklerinden iz genişliklerinin yükle arttığı tespit edilmiştir. Aynı yük ve hız değerlerinde kaplanmamış ve TiAlN ile TiCN numunelerdeki iz genişliği değerleri TiN kaplılardakinden daha büyüktür. Bu da, TiN kaplı numunelerin daha yüksek bir aşınma direnci değerine sahip olduğunu ortaya koyar. Sabit kayma hızlarındaki sürtünme katsayısı değerlerinin, kaplanmamış Ti6Al4V numunelerde TiN, TiAlN, TiCN kaplılardakinden nispeten daha yüksek olduğu bulunmuş, artan yük değerleriyle de belirgin bir değişimin meydana gelmediği tespit edilmiştir. Korozyon testleri neticesinde elde edilen veriler doğrultusunda polarizasyon eğrileri çizilmiştir. Tafel analizleri ile korozyon akımı, korozyon potansiyeli ve korozyon hızı hakkında bilgiler elde edilmiştir. Yaptığımız korozyon testleri sonucunda elde ettiğimiz polarizasyon eğrileri ve tafel analizlerine göre korozyon direnci bakımından sıralama büyükten küçüğe doğru TiN, TiAlN, TiCN, Ti6Al4V şeklindedir. Genel olarak kaplamalı numunelerin korozyon direnci kaplamasız Ti6Al4V alaşımına göre daha yüksek çıkmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the wear and corrosion behaviours of Ti6Al4V alloys uncoated and coated with TiN, TiAlN, TiCN by using magnetron sputtering technique from phsical vapour deposition method were investigated. Ti6Al4V alloy specimens with 20 mm x 65 mm diameter and 3 mm height were used as substrate. DIN 100Cr6 rings with 26 mm diameter and 5 mm height were used as counter metarial. Today, the use of Ti6Al4V alloy increases rapidly. This situation has resulted with the increase of studies on Ti6Al4V as well. The main reason of that Ti6Al4V alloy has been used in manufacturing industry is its high corrosion resistance and high strength. However, the low tribological behavior of Ti6Al4V alloy that makes surface treatment important. In this study, wear experiments were performed in dry sliding and room temperature conditions, and sliding speed and normal load were used as variable parameters. The weight loss of the specimens and counter rings, and wear track width on the specimens were determined. The average coefficients of friction in steady-state sliding regime were determined from friction forces which were recorded against sliding distance by recorder. Also, normal load-wear track width, normal load-coefficient of friction graphs were plotted. It was found from the load-wear track width graphs of TiN, TiAlN, TiCN coated and uncoated specimens in constant sliding speeds that the wear track width is increased with the load. At the same load and speed values, wear track width of uncoated and TiAlN, TiCN specimens was larger than that of TiN coated specimens. This indicates that TiN coated specimens have a higher wear resistant. It was figured out that the friction coefficient at constant sliding speeds on uncoated specimens was relatively higher than that of TiN, TiAlN, TiCN coated specimens, and it was not observed that a clear variation with the increased load has not occured. According to the data obtained in the corrosion test results, polarization curves have been plotted. As a result of corrosion tests we have carried out in terms of corrosion resistance the ascending sort is as seen in following (TiN, TiAlN, TiCN, Ti6Al4V, respectively). Generally, it was ensured that the corrosion resistance of the coated samples has been higher than the uncoated Ti6Al4V alloy.
Benzer Tezler
- Novel approaches for protection of light metals under various wear conditions via micro arc oxidation process
Hafif metallerin mikro ark oksidasyon yöntemiyle farklı aşınma şartlarında korunmasına yönelik yenilikçi yaklaşımlar
FAİZ MUHAFFEL
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Plazma polimerizasyon, plazma oksitleme/plazma nitrürleme ve dubleks yüzey işlemlerinin Ti6Al4V alaşımının yapısal ve elektrokimyasal özellikleri üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of plasma polymerization, plasma oxidation/nitriding and dublex surface treatment on the structural and electrochemical properties of Ti6Al4V alloy
MELİKE YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÇELİK
- Farklı yüzey işlemlerinin metalik implant malzemeler üzerine etkileri
The effects of different surface treatments on metallic implant materials I
FATİH YILDIZ
Doktora
Türkçe
2009
BiyomühendislikAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AKGÜN ALSARAN
- Sol-jel yöntemi ile bor katkılı TiO2 kaplanmış Ti6Al4V alaşımının yapısal tribolojik ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural tribological and electrochemical properties of Ti6Al4V coated boron doped TiO2 by sol-gel method
MUHAMMET TAHA ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyomühendislikAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÇELİK
- Titanyum alaşımlarının yüzeyinin buhar çöktürme yöntemi (PVD) ile kaplanması ve kaplamaların metalurjik, mekanik, aşınma, korozyon ve yüzey özelliklerinin incelenmesi
Coating the surface of titanium alloys using vapor deposition method (PVD) and investigation of metallurgical, mechanical, wear, corrosion and surface properties
AHMED QAYS JABBAR AL-RUBAYE
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Maden Mühendisliği ve MadencilikKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN ADA