Inconel üzerine kaplanmış Cryaln ve CrYN kaplamaların yüksek sıcaklık oksidasyon direncinin araştırılması
Investigation of high temperature oxidation resistance of Cryaln and CrYN coatings covered on inconel
- Tez No: 605711
- Danışmanlar: PROF. DR. İHSAN EFEOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Seramik kaplama, Yüzey kaplama, Yüzey kaplama malzemeleri, Yüzey kaplama yöntemleri, Ceramic coating, Surface coating, Surface coating materials, Surface coating methods
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Süperalaşımlar; gaz türbinleri, fırınlar, roket tahrik sistemleri vb. yüksek sıcaklık dayanımı gerektiren uygulamalarda son yıllarda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Genel itibariyle süperalaşımların talaşlı işlenebilirlik özellikleri her ne kadar zor olsa da sahip olduğu yüksek ısıl direnç, aşınma dayanımı ve sertlik özellikleri bilhassa yüksek sıcaklık uygulamalarında bu tür malzemelerin yaygın kullanımına yol açmıştır. Bu çalışmada, taban malzemesi olarak nikel esaslı süperalaşımlar grubundan Inconel 600 kodlu malzeme seçilmiştir. Bu malzemenin halihazırda tatminkar olan yüksek sıcaklık dayanım verilerini daha da geliştirmeye yönelik yapılan bu çalışmada malzeme yüzeyine ince film kaplaması yapılarak istenilen sonuçlara ulaşılması hedeflenmiştir. Kaplama tekniği olarak fiziksel buhar biriktirme yöntemi ve bu yöntemin bir uygulama şekli olan kapalı alan dengesiz manyetik alanda sıçratma tekniği (CFUBMS) kullanılmıştır. Yüksek sıcaklık ve aşındırıcı etkilere dayanıklı ikili CrN ince kaplamaların mevcuttaki işlevsel özellikleri göz önünde bulundurularak bu kaplama yapısına Al ve Y elementlerinin dâhil edildiği CrYAlN/CrYN (Run 1) ve CrYN/CrN (Run 2) gradyan (geçişli) - kompozit yapılı ince film kaplamaların mevcut yüksek oksidasyon dayanım verilerini ne kadar iyileştirebildiği ayrı ayrı araştırılmıştır. Bu amaçla, 20 adet taban malzeme eşit sayıda iki gruba ayrılarak üç farklı zaman ve sıcaklık parametrelerinde işleme tabi tutulmuştur. Elde edilen numunelerden ısıl işleme tabi tutulmamış olanlarda mikrosertlik ölçümleri kıyaslanmıştır. Kaplamanın yapısal özelliklerinin karakterizasyonu taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile gerçekleştirilirken kaplama yapısındaki elementel kompozisyonun tespitinde enerji dağılım spektroskopisi (EDS) kullanılmış ve kaplamalardaki faz yapılarının tespiti için X-ışını kırınımı (XRD) analizi kullanılmıştır. Yapılan deneylerden elde edilen veriler sonucunda Run 1 kaplama yapısındaki ilave Al'nin, Run 2'ye kıyasla yüksek sıcaklık oksidasyonunu sınırladığı ve sıcaklık limitlerini arttıdığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Superalloys have been widely used in gas turbines, ovens, rocket propulsion systems and similar applications requiring high temperature resistance in recent years. In general, although the machinability properties of superalloys are difficult, their high thermal resistance, abrasion resistance and hardness properties have led to widespread use of such materials, especially in high temperature applications. In this study, Inconel 600 material was chosen from the nickel based superalloys group as the base material. In this study which aims to increase the high temperature resistance of this material which is already satisfactory, it is aimed to obtain the desired results with thin film coating on the surface of the material. As the coating technique, physical vapor deposition and closed area unbalanced magnetic field sputtering technique (CFUBMS) is used as an application method. Considering the current functional properties of CrN thin coatings resistant to high temperatures and abrasive effects, when Al and Y elements were added to this coating structure, it was investigated separately how much oxidation resistance improved in CrYAlN/CrYN (Run 1) and CrYN/CrN (Run 2) graded - composite thin film coatings. For this purpose, 20 base materials were divided into two groups of equal number and treated at three different time and three different temperature parameters. Microhardness measurements of the samples which were not heat treated were compared. Characterization of the structural properties of the coating was carried out by scanning electron microscopy (SEM), energy distribution spectroscopy (EDS) was used to determine the elemental composition in the coating structure and X-ray diffraction (XRD) analysis was used to determine the phase structures of the coatings. As a result, it has been observed that the additional Al in the Run 1 coating structure limits high temperature oxidation and increases the temperature limits compared to Run 2.
Benzer Tezler
- Characterization of cyclic crack growth behaviour of nickel base superalloys at elevated temperatures
Nikel bazlı süper alaşımlarda yüksek sıcaklıklardaki yorulma çatlağı büyüme tavrının tanımlanması
GÜRSOY ARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA DORUK
- Elektron bombardıman kaynaklı Fe-Ni esaslı inconel 718'in ısı tesiri altındaki bölgesindeki mikroçatlakların incelenmesi
Research of microfissuring in heat affected zone of welded Fe-Ni based superalloys inconel 718
MELİH CEMAL KUŞHAN
Doktora
Türkçe
1996
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MACİT YAMAN
- Yüksek nikel alaşımlı malzemelerin vakum ortamında sert lehimlenmesine işlem parametrelerinin özelliklere etkisinin incelenmesi
The Investigation of brazing cycle, overlap distance and joint clearance parameters effect to mechanical properties for high nickel alloys during brazing under vacuum
HASAN KURŞUNGÖZ
Doktora
Türkçe
1996
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ORHAN KOMAÇ
- Bilgisayar yardımıyla süper alaşım malzeme verileri ve tasarım kriterleri kütüphanesi oluşturulması
Başlık çevirisi yok
M.ÇAĞLAYAN TAŞÇIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET DEMİRKOL
- Elektron ışını ve TIG kaynağı yöntemleriyle birleştirilmiş inconel 718 malzemenin mekanik özelliklerinin karşılaştırılması
Mechanical properties of welded inconel 718 parts that had been jointed by TIG and EBW were compared to the mechanical properties of the parent inconel 718 material
ALİ BAŞARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NERMİN KURŞUNGÖZ