Toz metalurjisi ile üretilmiş alaşımlarda yüzey ergitme işleminin etkisinin incelenmesi
Investigation of wear, corrosion and oxidation characteristics in consolidated and laser remelted high entropy alloys manufactured via powder metallurgy
Yazar: MERTCAN KAFALI
Danışman: DOÇ. DR. KADİR MERT DÖLEKER
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Yüksek entropi alaşımları, geleneksel alaşımlara ve süper alaşımlara kıyasla umut verici aşınma, oksidasyon ve korozyon özelliklerine sahiptir. Bu çalışmada CrCuFeNiAl0.5ve CrCuFeNiAl0.5Si0.5 alaşımları geleneksel toz metalürjisi yöntemi kullanılarak hazırlanmış ve daha sonra lazer ile yüzeyleri yeniden ergitilmiştir. Lazerle yeniden eritme (LR) işlemi, alaşımlara daha yoğun ve daha homojen bir yüzey kazandırır. Basınçsız sinterleme ve lazerle yeniden ergitilmiş numuneler aşınma, korozyon ve oksidasyon testlerine tabi tutulmuştur. Aşınma testlerinde Si içeren numunelerin aşınma direncinin daha yüksek sertlik nedeniyle daha iyi olduğu gözlenmiştir. Bununla birlikte, lazerle yeniden ergitme işlemi çoğu durumda aşınma kayıplarını azaltmak yerine artırmıştır. Lazer ile ergitilmiş numunelerin daha az hacim kaybı, içeriğindeki neredeyse saf Cu'ya bağlanmıştır.  Elektrokimyasal korozyon ölçümlerinde tüm numuneler arasında çok az fark vardır. CrCuFeNiAl0.5Si0.5 ve LR- CrCuFeNiAl0.5Si0.5 alaşımlarının potansiyodinamik polarizasyon eğrilerinde kırılgan pasivasyon tabakası oluşumu gözlemlendi. Korozyon direnci en iyi olan alaşım, icorr değeri 0,936x10-6 A/cm2 olan CrCuFeNiAl0.5Si0.5'tir. Yüksek sıcaklıkta oksidasyon testlerinden sonra, CrCuFeNiAl0.5 alaşımı, yüzeyde koruyucu oksit tabakası oluşturmaması nedeniyle en kötü oksidasyon performansını sergilerken, LR kısa oksidasyon süresinde koruyucu oksit tabakası oluşturmuştur. Bu alaşımda Si'nin varlığı, oksidasyon direncini nispeten arttırır. Oksidasyon testleri sırasında koruyucu bir Al2O3 tabakası oluşturması nedeniyle en iyi oksidasyon performansı LR-CrCuFeNiAl0.5Si0.5'te gözlenmiştir.

Abstract:
High entropy alloys have promising wear, oxidation and corrosion properties compared to conventional alloys and superalloys. In the present study, CrCuFeNiAl0.5 and CrCuFeNiAl0.5Si0.5 alloys were prepared using a traditional powder metallurgy process and then, remelted the surfaces via laser. The laser remelting (LR) process gains a denser and more homogeneous surface to alloys. Pressureless consolidated and laser-remelted specimens were subjected to wear, corrosion and oxidation tests. In the wear tests, it was observed that the wear resistance of Si-containing samples was better due to higher hardness. However, the laser remelting process has in most cases increased rather than reduced wear losses. The less volume loss of laser melted samples was attributed to the almost pure Cu in its content. There is a little difference among all samples in electrochemical corrosion measurements. The formation of fragile passivation layer were observed in potantiodynamic polarization curves of CrCuFeNiAl0.5Si0.5 and LR- CrCuFeNiAl0.5Si0.5 alloys. The alloy with the best corrosion resistance is CrCuFeNiAl0.5Si0.5, whose icorr value is 0,936x10-6 A/cm2.After high-temperature oxidation tests, CrCuFeNiAl0.5 alloy exhibited the worst oxidation performance due to not forming a protective oxide layer on the surface while LR enable the protective oxide scale in short oxidation time. The presence of Si in this alloy relatively enhance the oxidation resistance. The best oxidation performance was observed in LR- CrCuFeNiAl0.5Si0.5 due to the formation of a protective Al2O3 layer during the oxidation tests.