Geri Dön

Characterization of TiAlN coatings subjected to harsh environments for aerospace applications

Havacılık uygulamalarına yönelik TiAlN kaplamaların zorlu koşullar için karakterizasyonu

  1. Tez No: 824003
  2. Yazar: ZELİHA İDİL YONDU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SEZER ÖZERİNÇ, DR. CEYLAN KUBİLAY ERDEM
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 90

Özet

Nitrür kaplamalar kompresör disklerinin erozyon ve korozyon dirençlerini yükseltmek için kullanılmaktadır. Kaplama yöntemlerindeki gelişmeler havacılık endüstrisinde daha uzun süre çalışabilen parçalara olanak sağlamıştır. Fiziksel buhar biriktirme (PVD), titanium aluminyum nitrür kaplama işlemleri için kullanılan en gelişmiş tekniklerden biridir. PVD'nin çok yönlülüğü kompleks şekillerin yüksek yapışkanlık ve sertlik gösterecek şekilde kaplanmasına olanak sağlar. Havacılık uygulamaları için PVD kaplama yönteminin ana zorluklarından biri ise istenilen plastik deformasyon oranı ve korozyon dayanımını elde edebilmek için kaplamanın kimyasal kompozisyonunu ve mikroyapısını optimize etmektir. Ek olarak, kompresör disklerinin kullanım ömürleri önemli ölçüde arttırabilmek için kaplamanın yapısının belirlenmesi vasıtasıyla titanium aluminyum nitrür kaplama özellikleri geliştirilebilmektedir. Bu tez çalışmasında, tek katlı TiAlN kaplama iki farklı titanium alaşım malzemesi üzerine katodik ark biriktirme yöntemi ile uygulanmıştır. Kaplamanın mikroyapısı, yapışkanlık, sertlik, elastik modülüs ve yüzey pürüzlülüğü gibi mekanik özellikleri incelenmiştir. Kaplama altlık malzemesinin kaplamaya etkisi de hem mekanik açıdan hem de kaplama performansı açısından değerlendirilmiştir. Belirli mekanik özelliklere sahip bir kaplamanın erozyon ve korozyon davranışlarının nasıl olacağını incelemek üzere testler gerçekleştirilmiştir. Katı parçacık erozyonu 20o parçacık çarpma hızı ile test edilmiştir. Sonrasında ise tuz testi ile kaplamanın korozyon davranışının incelenmesi hedeflenmiştir. Tüm sonuçlar elde edildiğinde ise kaplamanın havacılık parçalarının servis ömründeki etkisi değerlendirilmiştir.

Özet (Çeviri)

Nitride coatings are utilized to improve compressor discs' erosion and corrosion resistance. With the advancement in application methods, long-lasting parts have been enabled in the aerospace industry. Physical vapor deposition (PVD) is the most advanced technology developed for titanium aluminum nitride coating. The versatility of PVD allows to perform coating on complex shapes such as aerospace particles with high adhesion and hardness. One of the main challenges of the PVD method for aerospace applications is optimizing the coating microstructure and parameters to satisfy the required high plastic deformation rate and corrosion resistance. Additionally, improvement in the durability of titanium aluminum nitride coating is a critical design criterion for improving the lifetime of compressor discs that could be achieved by the coating structural design. In this dissertation, the cathodic arc deposition method applied single-layer TiAlN coatings on two titanium alloy substrates. The coatings' microstructure and mechanical properties, such as adhesion, hardness, elastic modulus, and surface roughness, were investigated. The effect of substrate on mechanical properties and coating performance was separately studied. Erosion and corrosion tests were performed to examine the behavior of the coating with specific mechanical properties. Solid particle erosion tests were performed using a 20o angle of particle impingement of the TiAlN thin film coating. Afterward, salt spray tests were performed to examine the corrosion resistance of the coatings. Finally, the overall performance of the coating in terms of expanding the life of the aerospace components was evaluated.

Benzer Tezler

  1. Sıcak iş takım çeliklerine uygulanabilecek yüzey işlemleri

    Surface treatments of hot work tool steels

    TAMAR ADIYAMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASİBE AYGÜL YEPREM

  2. Inconel 718 süperalaşımının frezelenmesinde kriyojenik ısıl işlem görmüş farklı ince film kaplamalı karbür kesici takımların kesme performansının araştırılması

    Investigation of cutting performance of cryogenically treated different thin film coated carbide cutting tools in the milling of Inconel 718 superalloy

    BİLAL KURŞUNCU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Makine MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ŞEVKİ YILMAZ GÜVEN

    DOÇ. DR. HALİL ÇALIŞKAN

  3. Ark PVD yöntemiyle tin kaplanmış kesici takımların karakterizasyonu ve performanslarının incelenmesi

    Başlık çevirisi yok

    M.CENK TÜRKÜZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. E. SABRİ KAYALI

  4. Ark fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle Ti-B-N kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of Ti-B-N coatings by arc physical vapour deposition technique

    ZEYNEP BURCU KOLOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA ÜRGEN

  5. Farklı yöntemlerle titanyum alüminyum intermetalik kaplama oluşturulması

    Formation of titanium aluminium intermetallic coatings by different methods

    OKAN GÖK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU