Sıcak presleme yöntemiyle üretilen TiC/WC takviyeli AlCuNiFeCr yüksek entropili alaşımların mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Investıgation of the mMicrostructure and mechanical characteristics of TiC/WC reinforced AlCuNiFeCr high entropy alloys produced by hot pressing method
Yazar: FATIMAH RIDHA ABBOOD AL-SUDANI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET AKKAŞ
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, sıcak presleme tekniği kullanılarak TiC (titanyum karbür) ve WC (tungsten karbür) takviyeli AlCuNiFeCr yüksek entropili alaşımlar (YEA) üretilmiştir. AlCuNiFeCr toz karışımı, TiC ve WC sırasıyla %5, %10 ve %15 oranında ilave edilmiştir. Numunelerin oksitlenmesini önlemek için koruyucu argon gazı atmosferinde sinterleme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Yüksek entropili alaşımlar 900 ℃ sinterleme sıcaklığında ve 35 MPa basınç altında 4 dakika süreyle üretilmiştir. Üretilen numunelerin mikroyapı ve mekanik özelliklerini belirmek amacıyla SEM ve EDS analizleri, XRD analizi, kırık yüzey SEM görüntüleri, elementel dağılımın SEM haritalaması ve EDX spektrumları, sertlik, üç nokta eğme testi ve korozyon testleri uygulanmıştır. Üretilen numunelerden alınan SEM görüntülerinde, genel olarak TiC ve WC parçacıklarının homojen olarak dağıldığı görülmektedir. Buna ek olarak, EDS analiz sonuçları üretilen numuneleri desteklemektedir. SEM haritalamaları incelendiğinde, takviye parçacıklarının homojen bir şekilde dağıldığı açıkça görülmüştür. XRD grafiklerinde YMK ve HMK kafes yapısına sahip katı çözeltilerin oluştuğu tespit edilmiştir. Takviye edilmemiş yüksek entropili alaşımın çapraz kırılma dayanımları, takviye edilmiş numunelerden daha yüksek olduğu belirlenmiştir. TiC ve WC parçacıklarının yüzde (%) oranlarının arttırılması numunelerde çentik etkisi yaratarak daha düşük mukavemet değerlerine sahip olduğu üç nokta eğme testi sonucunda tespit edilmiştir. Üç nokta eğme testi sonrasında alınan kırık yüzey SEM görüntülerinde numunelerde çatlaklar ve gözenekler tespit edilmiştir. Yüksek entropili alaşımların sertliği, takviye parçacıklarının (TiC ve WC) ilavesine bağlı olarak artmıştır. Tafel eğrilerinde, TiC ve WC 'ün artması üretilen numunelerin korozyon performansını arttırmadığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, optimum özelliklere sahip AlCuNiFeCr -% 15 WC 'ye ait en iyi örnek olarak belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, TiC (titanium carbide) and WC (tungsten carbide) reinforced AlCuNiFeCr high entropy alloys (HEA) were produced using the hot pressing technique. The AlCuNiFeCr powder mixture, TiC and WC were added at 5%, 10% and 15% respectively. Sintering processes were carried out in a protective argon atmosphere to prevent the samples from oxidizing. High entropy alloys were produced at 900 ℃ sintering temperature and 35 MPa pressure for 4 minutes. SEM and EDS analyzes, XRD analysis, fractured surface SEM images, SEM mapping of elemental distribution and EDX spectra, hardness, three-point bending test and corrosion tests were applied to determine the microstructure and mechanical properties of the produced samples. In the SEM images taken from the produced samples, it is seen that the TiC and WC particles are generally homogeneously distributed. In addition, EDS analysis results support the samples produced. When SEM mapping was examined, it was clearly seen that reinforcement particles were distributed homogeneously. It was determined that solid solutions with YMK and HMK lattice structures were formed in XRD graphs. It was determined that the unreinforced high entropy alloy had higher cross fracture strength than the reinforced samples. As a result of the three-point bending test, it has been determined that the increase in percentage (%) of TiC and WC particles creates a notch effect in the samples and has lower strength values. Cracks and pores in the samples were detected in the fracture surface SEM images taken after the three point bending test. The hardness of high entropy alloys increased due to the addition of reinforcing particles (TiC and WC). In tafel curves, it was determined that the increase in TiC and WC did not increase the corrosion performance of the produced samples. As a result, AlCuNiFeCr with optimum properties was determined as the best example of -15% WC.