Direnç sinterleme yöntemi ile CO- esaslı stellite 21 süperalaşımın üretilebilirliği
Manufacturing of CO-based stellite 21 superalloy by resistance sintering method
Yazar: AHMET YİĞİT ÖZER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ ERGİN
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Süper alaşımlar = Superalloys

Özet:
Süper alaşımlar; demir, nikel veya kobalt ana yapısına sahip, matris içerisinde ince dağılmış formda intermetalik fazlar ya da karbürler ihtiva eden yüksek miktarda krom, düşük miktarda molibden, wolfram, alüminyum ve titanyum içeren alaşımlar olarak tanımlanmaktadır. Süper alaşımlar; çok yüksek sıcaklıklarda metalurjik ve yapısal kararlılığını koruyabilen, yüksek mekanik mukavemeti sergileyen, mükemmel korozyon, oksidasyon ve sürünme direncine sahip, ergime sıcaklığının 0.8 katına kadar kullanılabilen yüksek sıcaklık malzemeleridir.
Kobalt esaslı süper alaşımlardan biri olan Stellite 21; kompozisyon bakımından kobaltın yanı sıra önemli miktarda krom, molibden ve nikel içeriğine sahiptir. Sergilemiş olduğu üstün özelliklerinden dolayı bu alaşımlar; gaz türbinlerinin yüksek sıcaklığa maruz kalan kısımlarında, nükleer reaktör parçalarında, cerrahi implantlarda kullanım alanı bulmaktadır. Bu alaşımlar daha çok türbin kanatları, yanma odaları, afterburner parçalarında, fırın muffle ve yüksek sıcaklık fırınlarında kritik nokta gömleklerinde ve endüstriyel fırınlar gibi çeşitli uygulamalarda tercih edilmektedir.
Bu çalışmada Stellite 21 süper alaşımı, uygun kompozisyonda hazırlanarak homojen karıştırma sonrası elde edilen toz karışım kullanılmak suretiyle, direnç sinterleme yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen malzemenin; mikroyapı görüntüleri, optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobuyla; faz analizleri, x-ışınları difraksiyon analizi ve elementel analiz incelemesi yöntemiyle; yoğunlukları Archimed prensibi ile ve sertlikleri Rockwell C yöntemiyle belirlenmiştir. Ayrıca korozyon özellikleri sıcak korozyon çalışmaları ile tespit edilmiştir.

Abstract:
Superalloys are defined as alloys that have the structure of iron, nickel, or cobalt, consist of thinly distributed intermetallic phases or carbides, and contains a high amount of chrome and a low amount of molybdenum, wolfram, aluminum, and titanium. Superalloys are high-temperature materials that can preserve their metallurgic and structural stability, display high mechanical endurance, have perfect corrosion, oxidation, and creep resistance, and can be used up to 0.8 times of their melting temperature.
Stellite 21, which is one of the cobalt-based superalloys, contains in its composition a significant amount of chrome, molybdenum, and nickel along with cobalt. Due to their superior qualities, these alloys are used in the gas turbine sections exposed to high temperatures, nuclear reactor parts, and surgical implants. These alloys are rather preferred for use in turbine blades, combustion chambers, afterburner parts, oven muffles, liners in high-temperature ovens, and industrial ovens.
In this study, Stellite 21 alloy is produced with a resistance sintering method by using powder obtained from homogeneous mixing with appropriate composition. Microstructure images of the produced material were determined by optic microscope and scanning electron microscope, their phase analyses with x-ray diffraction analysis and elemental analysis methods, their densities with Archimedes principle, and their hardness with Rockwell C method. Also, corrosion qualities were determined by hot corrosion practices.