Yüksek entropili alcocrfeniti esaslı alaşımın pta yöntemi ile kaplanması ve özelliklerinin incelenmesi
Investigation of properties of alcocrfeniti based high entropy alloy coating deposited by pta method
Yazar: İREM ÜRGEN
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN GAŞAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Entropi = Entropy ; Kaplama = Coating

Özet:
Yüksek entropili alaşımlar (YEA'lar), en basit tanımı ile geleneksel alaşımların aksine en az 5 bileşenden oluşan, eş molar veya eş molara yakın, bileşen oranları %5 – 35 arasında değişen nitelikli malzemelerdir. YEA'lar; içerdikleri alaşımların yarattığı etkilere göre, özellikle havacılık sektörüne yönelik yüksek sıcaklık uygulamalarında, yüksek maliyetli malzemelere alternatif olarak kullanımları açısından yüksek bir potansiyele sahiptir. Böylece, teknolojide çığır açabilecek malzemelerin geliştirilmesi ve üretimi gittikçe hız kazanmaktadır.

YEA'lar için çeşitli üretim yöntemleri mevcuttur. Bunlardan biri, seçilen bir altlık malzeme üzerine kaplama malzemesi olarak kullanılmasını sağlayan plazma transfer ark (PTA) yöntemi ile üretimidir. Bu yüzey kaplama yöntemi, metalik malzemelerin özellikle aşınma direncine olan etkisi olmak üzere; fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerini geliştirmek amacıyla uygulanmaktadır.

Bu çalışmada, AlCoCrFeNiTi eşmolar bileşimindeki yüksek entropili alaşım termodinamik olarak modellenerek vakum ark ergitme yöntemi ile üretilmiş ve halkalı değirmende toz haline getirilmiştir. Toz haline getirilen alaşım, altlık malzeme olarak kullanılan AISI 4140 standardındaki çelik malzeme üzerine farklı akım değerleri kullanılarak PTA yöntemi ile kaplama yapılmıştır. Üretilen kaplamaların yapısal karakterizasyonu için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılım Spektrometresi (EDS) ve X-Işını Difraktometresi (XRD) analizleri yapılmış ve mekanik karakterizasyonu için sertlik ölçümü ve aşınma özellikleri incelenmiştir.

Abstract:
High entropy alloys, with the simplest definition, consist of  at least 5 approximately equimolar or equimolar components, with component rates ranging from 5 to 35% unlike conventional alloys. HEAs; according to the effects of the alloys they contain, especially in high temperature applications for the aviation industry, they have a high potential for use as an alternative to high cost materials. Thus, the development and production of materials that can revolutionize technology are gaining momentum.

There are various production methods for HEAs. One of them is the production by plasma transferred arc method, which allows the use of the coating material on a selected substrate material. This surface coating method appiled to improve physical, chemical and mechanical (especially the corrosion resistance) properties of metallic materials.

In this study, AlCoCrFeNiTi equimolar high entropy alloy is thermodynamically modeled by vacuum arc melting process and turned into powder in ring mill. Powdered alloy were coated with PTA method with using different current values on AISI 4140 grade steel used as substrate material. Scanning Electrone Microscope (SEM), Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) and X-Ray Diffractometer (XRD) analyzes were performed for the structural characterization of the produced coatings and the hardness measurement and wear properties were examined for their mechanical characterization.