Kobalt esaslı hayness 25 süperalaşımı yüzeyinde oluşturulan bor ve alüminyum kaplamaların karakterizasyonu
Characterization of boron and aluminum coatings grown on surface of cobalt-based haynes 25 superalloy
- Tez No: 893137
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ GÜNEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İskenderun Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Kobalt (Co) esaslı süperalaşımlar, yüksek sıcaklıklara kadar mekanik özelliklerini sürdürmekle birlikte düşük yüzey sertlikleri dolayısıyla aşındırıcı ortamlardaki aşınma dirençleri tatmin edici değildir. Bu hususun geliştirilmesinde termokimyasal yüzey işlemlerinden yararlanılır. Bu işlemler vasıtasıyla kobalt esaslı süperalaşımların yüzey sertlikleri artırılarak aşınma, korozyon ve oksidasyon özellikleri iyileştirilebilir. Bu amaçla bu tez çalışmasında Co-esaslı Haynes 25 süperalaşımı üzerine uygulanan üç farklı termokimyasal kaplamanın (borlama, aluminyumlama ve boro-alumünyumlama) karakteristik özellikleri ve bu alaşımın yüksek sıcaklık aşınma davranışlarına etkisi incelenmiştir. Kaplama işlemleri 950 °C'de 3 saat süre ile kontrollü atmosfer ortamında yapılmıştır. Karakterizasyon çalışmaları taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılım spektroskopisi (EDS), X-ışınları (XRD) analizi, mikrosertlik ve yüksek sıcaklık aşınma testleri ile gerçekleştirilmiştir. Karakterizasyon çalışmaları sonucunda elde edilen borür, alüminde ve borür-alüminde kaplama tabakalarının kalınlık değerlerinin sırasıyla 140±1.50 µm, 37.58±2.85 µm, ve 14.73±1.71 µm, sertlik değerlerinin ise 12.23 ± 0.9 GPa, 26.34 ± 2.33 GPa, and 23.46 ± 1.29 GPa olduğu belirlenmiştir. Kaplama tabakalarının sertliği hem oda sıcaklığı hem de 500 °C'de aşınma hacim kayıplarında azalma sağlamıştır. En iyi aşınma direnci oda sıcaklığında yüksek sertliği dolayısıyla borlanmış numunede elde edilmiş iken 500 °C'deki en iyi aşınma direnci ise boroaluminide tabakasının içeriğindeki Al'nin oksidasyonu azaltma ve bor'un yağlayıcı etkisiyle boro-aluminyumlanmış numunede elde edilmiştir. Bu durum borür tabakalarının içeriğinde bir miktar Al bulunmasının borür katmanların yüksek sıcaklık aşınma dirençlerini iyileştireceğini göstermektedir. Kaplanmış numuneler oda sıcaklığında abrasive aşınmaya maruz kalmış iken 500 °C'deki aşınma mekanizmasının oksidatif destekli adhesive aşınma mekanizmasına dönüşmüştür.
Özet (Çeviri)
Cobalt (Co) based superalloys maintain their mechanical properties up to high temperatures; however, their low surface hardness leads to unsatisfactory wear resistance in abrasive environments. Thermo-chemical surface treatments are utilized to improve this aspect. Through these processes, the surface hardness of cobalt-based superalloys can be increased, enhancing their wear, corrosion, and oxidation characteristics. In this thesis, three different thermal chemical coatings (boronizing, aluminizing, and boron-aluminizing) applied on Co-based Haynes 25 superalloy are examined for their characteristic properties and their effects on high-temperature wear behavior. Coating processes were conducted at 950°C for 3 hours in a controlled atmosphere. Characterization studies were carried out using scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD) analysis, microhardness, and high-temperature wear tests. The thickness values of the obtained boride, aluminide, and boride-aluminide coating layers were determined as 140±1.50 µm, 37.58±2.85 µm and14.73±1.71 µm, respectively, with hardness values of 12.23±0.9 GPa, 26.34±2.33 GPa, and 23.46±1.29 GPa. The hardness of the coating layers resulted in reduced wear volume losses at both room temperature and 500°C. The best wear resistance at room temperature was achieved in the boronized sample due to its high hardness, while at 500°C, the best wear resistance was obtained in the boron-aluminized sample due to the reduction of aluminum oxidation within the boron-aluminide layer and the lubricating effect of boron. This indicates that the presence of some aluminum in the boride layers enhances their high-temperature wear resistance. While the coated samples experienced abrasive wear at room temperature, the wear mechanism at 500°C shifted to oxidative-assisted adhesive wear.
Benzer Tezler
- Borlama işleminin kobalt esaslı Haynes 25 süperalaşımındaki içyapı ve aşınma davranışlarına etkisi
The effect of boronizing on the microstructure and wear behavior of co-based Haynes 25 superalloy
İLHAN GİRİŞKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜREL ÇAM
- Kobalt esaslı haynes 25 süper alaşımın işlenebilirliğinin incelenmesi
Investigation of the machinability of cobalt-based haynes 25 super alloy
MURAT SARIKAYA
Doktora
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULKADİR GÜLLÜ
- Kobalt esaslı Haynes 25 süper alaşımının aşınma ve korozyon davranışına bor kaplamanın etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of boron coating on the wear and corrosion behavior of cobalt-based Haynes 25 superalloy
ALİ GÜNDOĞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİK ÇETİN
- Kobalt esaslı Haynes 188 süper alaşımın kaynak kabiliyetinin araştırılması
Investigation of the weldability of cobalt based Haynes 188 super alloys
SAMET NOHUTÇU
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN KAÇAR
- Bazı kobalt esaslı alaşımlarda mikroyapı ve faz analizi
Microstructure and phase analysis in some cobalt-base alloys
ALEV OSMA