Oksit dağılımlı Ni-bazlı MA6000 süperalaşımların oksidasyon ve sıcak aşınma davranışlarının incelenmesi
Investigation of oxidation and hot wear behavior of oxide dispersioned Ni-based MA6000 superalloys
- Tez No: 811487
- Danışmanlar: PROF. DR. DURSUN ÖZYÜREK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Mechanical Engineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 130
Özet
Bu çalışmada, oksit dağılımlı Ni-bazlı MA6000 süperalaşımların oksidasyon ve sıcak aşınma davranışları incelenmiştir. MA6000 süperalaşımları mekanik öğütme/mekanik alaşımlama (MÖ/MA) yöntemiyle planeter tip değirmende üretilmiştir. Takviye fazı olarak nikel (Ni) matrise yitriyumoksit (Y2O3) ve niobyumkarbür (NbC) fazları ağırlıkça % 0,6 %1,2 %1,8 ve %2,4 ilave edilmiştir. Üretilen MA6000, MA6000 + %X Y2O3 ve MA6000 + %X NbC süperalaşım tozlar tek eksenli kalıpta soğuk preslenerek ön şekillendirilmiştir. Bulk numuneler 10-6 mbar vakum ortamında sinterlenmiştir. Üretilen süperalaşım numunelerin metalografik işlemleri yapılmıştır. Süperalaşımların mikro yapı incelemeleri, yoğunluk ve sertlik özellikleri belirlenmiştir. Aşınma deneyleri ASTM G77 standardında“block-on-ring”tipi aşınma cihazında yapılmıştır. Aşınma deneylerinde 5N, 10N ve 15N yük, 200m, 400m, 600m, 800m ve 1000m kayma mesafesi, 20 °C, 100 °C, 200 °C, 300 °C ve 400 °C test sıcaklıkları ile 1 m/s-1 kayma hızı parametreleri kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, mikro yapıda olması beklenen ve mukavemet artıran γ′ fazlar ile karbür fazları oluştuğu XRD analiziyle belirlenmiştir. Y2O3 takviye fazı miktarının artmasıyla teorik, deneysel ve bağıl yoğunluğun azaldığı görülmüştür. NbC takviyeli süperalaşımlarda ise takviye fazı miktarının artmasıyla teorik yoğunlukta önemli bir değişim gözlenmezken, deneysel ve bağıl yoğunluklar azalmıştır. Her iki takviye fazı miktarının artmasıyla süperalaşım numunelerin sertliklerinin arttığı, Y2O3 takviyeli süperalaşımların sertliklerinin ise daha fazla olduğu belirlenmiştir. Aşınma deneylerinde uygulanan yükün, kayma mesafesinin ve sıcaklığın artmasıyla ağırlık kayıpları ve aşınma oranlarının arttığı gözlenmiştir. Takviye fazı miktarının artmasına karşılık süperalaşım numunelerin ağırlık kayıpları ve aşınma oranlarının azaldığı belirlenmiştir. Sürtünme katsayısı ise kayma mesafesi artarken hemen hemen yatay bir seyir izlemiştir. Uygulanan yük artarken sürtünme katsayısı azalmıştır. Takviye fazı miktarının armasına karşılık sürtünme katsayısı da artmıştır. Aşınma sıcaklığı artarken sürtünme katsayısı azalmıştır. Sıcaklığın artmasıyla oksitlenme de artmıştır.
Özet (Çeviri)
This study investigated the oxidation and hot wear behaviour of oxide-dispersed Ni-based MA6000 superalloys. MA6000 superalloys were produced in a planetary-type mill using mechanical milling/mechanical alloying (MM/MA). Yttrium oxide (Y2O3) and niobium carbide (NbC) phases were added to the nickel (Ni) matrix as reinforcement phase, 0.6%, 1.2%, 1.8% and 2.4% by weight. The produced MA6000, MA6000 + X% Y2O3 and MA6000 + X% NbC superalloy powders were preformed by cold pressing in a uniaxial die. Bulk samples were sintered in a vacuum environment of 10-6 mbar. The metallographic processes of the produced superalloy samples were performed. Microstructure investigations, density and hardness properties of superalloys were determined. Abrasion tests were carried out on a“block-on-ring”type wear device in ASTM G77 standard. In wear tests, 5N, 10N and 15N loads, 200m, 400m, 600m, 800m and 1000m slip distance, 1 m/s-1 slip with test temperatures of 20 °C, 100 °C, 200 °C, 300 °C and 400 °C speed parameters are used. As a result of the studies, it was determined by XRD analysis that γ′ phases and carbide phases, which are expected to be in microstructure and increase strength, are formed. It was observed that the theoretical, experimental and relative density decreased with the increase in the amount of Y2O3 reinforcement phase. In NbC-reinforced superalloys, however, there was no significant change in the theoretical density with the increase in the reinforcement phase. In contrast, the experimental and relative densities decreased. It was determined that the hardness of the superalloy samples increased with the increase in the amount of both reinforcement phases, while the hardness of the Y2O3 reinforced superalloys was higher. In the wear tests, it was observed that the weight losses and wear rates increased with the increase in applied load, sliding distance and temperature. It was determined that the superalloy samples' weight loss and wear rate decreased despite the increase in the reinforcement phase. The friction coefficient, on the other hand, followed an almost horizontal course while the sliding distance increased. As the applied load increased, the friction coefficient decreased. Despite the increase in the amount of reinforcement phase, the coefficient of friction also increased. As the wear temperature increased, the coefficient of friction decreased. Oxidation increased with increasing temperature.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of Fe (iron), Co (cobalt), Ni (Nickel) containing metal organic frameworks (MOFs)
Fe (demir), Co (kobalt), Ni (nikel) içeren metal organik kafes yapıların (MOFs) sentezi ve karakterizasyonu
ÇAĞLA GALIN
- Metanın kısmi oksidasyonu için CeO2, Al2O3 ve ZrO2 destekli Ni katalizörlerinin hazırlanması
Prepation of nickel catalysts supported on CeO2, Al2O3 ve ZrO2 for partial oxidation of methane
TUĞÇE ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TUBA GÜRKAYNAK ALTINÇEKİÇ
- Synthesis and characterization of some carbon/layered double hydroxide for supercapacitor applications
Süper kapasitörlerde kullanılan bazı karbon/tabakalı çift hidroksit kompozitlerin sentezi ve karakterizayonu
MUSTAFA RAQEEB MOHAMMED
- İndirgenmiş grafen oksit katkılı nikel esaslı süperkapasitör elektrot malzemelerinin üretilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and characterization of nickel-based supercapacitor electrode materials doped with reduced graphene oxide
EROL KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiNanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ AVAR
- Precisely controlled synthesis of reduced graphene oxide supported electrocatalysts for PEM fuel cells by pulsed photocatalytic deposition
PEM yakıt pilleri için grafen oksit destekli elektrokatalizörlerin atımlı fotokatalitik biriktirme ile kontrollü sentezi
NAVID HAGHMORADI
Doktora
İngilizce
2021
EnerjiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. SELMİYE ALKAN GÜRSEL
DR. BEGÜM YARAR KAPLAN