Süperalaşımların toz metalurjisi ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of superalloys by powder metallurgy
Yazar: MUHAMMED ENES İLGAZİ
Danışman: PROF. DR. İLVEN MUTLU
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, havacılık ve uzay sektöründe kullanımda olan uçak motorlarının yanma odası, türbin kanatçıkları gibi önemli bölümlerin sıcaklığa, dinamik basınca ve kimyasal etkilere uzun süreli servis koşullarında dayanıklı olacak nikel esaslı süperalaşımların mekanik alaşımlama-toz metalurjisi yöntemi ile yenilikçi yaklaşımla üretilmesi ve üretilen süperalaşımların karakterize edilmesi gerçekleştirilmiştir. Yüksek türbin giriş sıcaklıklarına dayanan ve uçak motorunda gaz türbin modülünün en önemli parçası olan türbin kanatçıklarında sıklıkla kullanılan ve motor verimliliğini arttıran ismi gibi süper malzemelerdir. Bu çalışma kapsamında, süperalaşımlar mekanik alaşımlama-toz metalurjisi (pres-sinter) yöntemi ile üretilmiştir. Öncelikle, kimyasal kompozisyonu belirlenen tozlar mekanik alaşımlama ile bilyeli değirmende zirkonya bilyeler kullanarak hazırlanmıştır. Ardından bağlayıcı ilave edilerek preslenen numuneler vakum ortamında 1200 °C sıcaklıkta 1 saat sinterlenmiştir. Sinterlenmiş malzemelerin mikroyapısı incelenmiştir. Ayrıca mekanik özellikleri tahribatsız yöntemlerden ultrasonik test ve girdap akımı (eddy current) ile incelenmiştir. Ayrıca malzemeler NaCl çözeltisinde elektrokimyasal korozyon davranşları incelenmiştir. Çeşitli alaşım elementlerinin üretilen süperalaşımların mekanik, fiziksel ve kimyasal özelliklerine etkisi karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.

Abstract:
In this study, nickel-based superalloys, which will be resistant to temperature, dynamic pressure, and chemical effects in long-term service conditions of important parts such as combustion chambers and turbine blades of aircraft engines used in the aerospace industry, have been produced with an innovative approach by the mechanical alloying-powder metallurgy method, and the produced superalloys have been characterized. They are super materials, like the name suggests, that are frequently used in turbine blades, which are the most important part of the gas turbine module in an aircraft engine. They are based on high turbine inlet temperatures and increase engine efficiency. In the present study, superalloys were produced by the mechanical alloying-powder metallurgy method. Initially, powders whose chemical composition was determined were prepared by mechanical alloying in ball mill by using zirconia balls. Then, the samples, which were pressed by adding binder, were sintered in a vacuum environment at a temperature of 1200 °C for 1 hour. The microstructure of the specimens was investigated. In addition, mechanical properties of the sintered specimens were investigated by non-destructive methods ultrasonic testing and eddy current. In addition, the electrochemical corrosion behavior of the materials in NaCl solution was investigated. Effect of alloying elements on the mechanical, physical and chemical properties of the superalloys was comparatively determined.