Elektrik ark sprey kaplama yöntemi ve anotlama işlemlerinin alüminyum ve çinko esaslı magnezyum alaşımlarının korozyon özelliklerine etkisi
The effect of electric arc spray coating method and anodizing process on corrosion properties of aluminum and zinc based magnesium alloys
Yazar: İDRİS DURNA
Danışman: PROF. DR. HİKMET ALTUN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ RECEP ÇATAR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Anotlama = Anodizing ; Elektrik ark sprey kaplama = Electric arc spray coating ; Korozyon = Corrosion ; Magnezyum alaşımları = Magnesium alloys

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, AZ31, AZ61 ve AZ91 magnezyum alaşımlarına elektrik ark sprey kaplama ve anotlama işlemi ile kaplama yapılarak, bu alaşımların korozyon dirençlerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: AZ31, AZ61 ve AZ91 magnezyum alaşımlarına ilk olarak elektrik ark sprey kaplama yöntemi ile saf alüminyum kaplanmış, daha sonra silikat esaslı çözeltide alüminyum kaplama üzerine anotlama işlemi ile yeni bir kaplama üretilmiştir. Kaplamaların yapısal özellikleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji yayılımlı X-ışını analizi (EDS) ve X-ışını kırınım (XRD) cihazları ile incelenmiştir. Potansiyodinamik polarizasyon yöntemi kullanılarak %3,5 NaCl çözeltisi içerisinde korozyon deneyleri yapılmıştır.
Bulgular: XRD analizlerine göre alüminyum kaplanmış numunelerde çok miktarda alüminyum piklerine rastlanmış, anotlama işlemi sonrasında ise Al2O3 fazına rastlanmıştır. XRD sonuçları EDS analiz sonuçları ile uyumluluk göstermiştir. Al kaplamaların SEM kesit görüntüleri incelendiğinde tüm numuneler için kaplama kalınlıkları yaklaşık 350-400 μm civarında ölçülmüştür. Anotlama işlemine ait SEM görüntüleri incelendiğinde ise kaplama yapısının kompakt, homojen ve gözenekli bir yapıya sahip olduğu ve kaplama kalınlığının yaklaşık 70-75 μm civarında olduğu belirlenmiştir. Korozyon deneyleri sonucunda, yapılan kaplamaların tüm numunelerde korozyon potansiyel değerlerini pozitif değerlere doğru artırdığı gözlemlenmiştir. AZ31 ve AZ61 magnezyum alaşımlarına yapılan kaplamaların korozyon akım yoğunluğunu belli miktarda düşürdüğü tespit edilmişken, AZ91 magnezyum alaşımına yapılan kaplamalar korozyon akım yoğunluğunu belli miktarda artırmıştır.
Sonuç: Yapılan kaplamaların AZ31 ve AZ61 magnezyum alaşımlarının korozyon dirençlerini belli bir miktar iyileştirdiği, ancak AZ91 alaşımında ise kaplama yapılmayan numuneye göre daha kötü korozyon direncine neden olduğu tespit edilmiştir. Alüminyum kaplamalar arasında taban malzemeye göre korozyon akım yoğunluğunda en fazla azalma AZ61 magnezyum alaşımında görülmüştür. Anotlama işlemiyle yapılan kaplamalar arasında ise taban malzemeye göre korozyon akım yoğunluğunda en fazla azalma AZ31 magnezyum alaşımında görülmüştür.

Abstract:
Purpose: In this study, it was aimed to improve the corrosion resistance of AZ31, AZ61 and AZ91 magnesium alloys by coating with electric arc spray coating method and anodizing process.
Method: Pure aluminum was first coated with electric arc spray coating method on AZ31, AZ61 and AZ91 magnesium alloys, and then a new coating was produced by anodizing on the aluminum coating in silicate-based solution. The structural properties of the coatings were investigated by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDS) and X-ray diffraction (XRD). Corrosion tests were carried out in 3.5% NaCl solution using the potentiodynamic polarization method.
Findings: According to the XRD analysis, a large amount of aluminum peaks were found in the aluminum coated samples, and Al2O3 phase was also found after the anodizing process. The XRD results were consistent with the EDS analysis results. When the SEM cross-section images of the Al coatings were examined, the coating thicknesses were measured around 350-400 μm for all samples. According to the SEM images of the anodizing process, the coating structure was compact, homogeneous and porous, and the coating thickness was around 70-75 μm. As a result of corrosion experiments, it was observed that the coatings increased the corrosion potential values towards positive values in all samples. It was determined that the coatings made on AZ31 and AZ61 magnesium alloys decreased the corrosion current density to a certain extent, while the coatings on AZ91 magnesium alloy increased the corrosion current density by a certain amount.
Results: It was determined that the coatings made improved the corrosion resistance of AZ31 and AZ61 magnesium alloys to a certain extent, but it caused worse corrosion resistance in the AZ91 alloy than the uncoated sample. Among the aluminum coatings, the highest decrease in corrosion current density was observed in AZ61 magnesium alloy compared to the base material. Among the coatings made with the anodizing process, the highest decrease in corrosion current density was observed in the AZ31 magnesium alloy compared to the base material.