Ti6Al4V alaşımının yüzeyinde plazma transferli ark (PTA) yöntemi ile üretilmiş kompozit kaplamaların tribolojik özelliklerinin araştırılması
Investigation of tribological properties of composite coatings produced by plasma transferred arc (PTA) method on the surface of Ti6Al4V alloy
Yazar: TUĞÇE ŞAHİN
Danışman: DOÇ. DR. KORAY KILIÇAY
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada Ti6Al4V alaşımı yüzeyi plazma transferli ark (PTA) kaynak yöntemiyle hacimce farklı oranlarda karıştırılmış TiC ve C tozları ile alaşımlandırılmıştır. Kaplanmış ve işlemsiz numunelerin mikroyapıları optik mikroskop (OM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılım spektrometresi (EDS) ve X-ışınım kırınımı (XRD) analizleri ile incelenmiştir. Mikrosertlik değerleri yüzeyi alaşımlandırılmış numunelerde kaplama bölgesinden altlık malzemeye doğru ölçülmüş ve bu veriler ile mikrosertlik-mesafe grafiği oluşturulmuştur. Aşınma ve sürtünme yüzey özellikleri ASTM-G99 standartlarına göre pim-disk aşınma test metodu kullanılarak belirlenmiştir. Aşınma testi yapılan numunelerin yüzeyleri SEM ve EDS analizi ile incelenip aşınma mekanizmaları belirlenmiştir.  
 
Bu çalışma sonucunda PTA kaynak yöntemi ile yüzey özellikleri değiştirilen numunelerde kaplama bölgesi ile altlık malzeme arasında metalurjik açıdan iyi bir bağ oluşturulduğu ve yüzey mikroyapısının değiştiği bulgulanmıştır. Numuneler arasında sertlik değeri en fazla TiC tozu ile kaplanan numunede ölçülmüştür ve mikrosertlik değeri ana malzemeye göre ortalama 2 kat artırılmıştır. Sürtünme katsayısı en düşük numune grafit tozu ile kaplanan numune iken en yüksek aşınma direncine sahip numune ise titanyum karbür tozu ile kaplanmış numune olduğu tespit edilmiştir. Titanyum karbür ile kaplanan numunenin aşınma direncinde ana malzemeye göre yaklaşık 11.5 kat artış sağlanmıştır

Abstract:
In this study, the Ti6Al4V alloy surface was alloyed with TiC and C powders mixed in different volume proportions by plasma transfer arc (PTA) welding method. The microstructures of coated and untreated samples were examined by optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrometry (EDS) and Xray diffraction (XRD) analyses. Microhardness values were measured from the coating area to the substrate material in the surface alloyed samples and a microhardness-distance graph was created with these data. Wear and friction surface properties were determined using the pin-disk wear test method according to ASTM-G99 standards. The surfaces of 
the wear tested samples were examined with SEM and EDS and the wear mechanisms were determined.  

As a result of this study, it was found that a good metallurgical bond was formed between the coating area and the substrate material in the samples whose surface properties were changed by the plasma transfer arc (PTA) welding method and the surface microstructure was changed. Among the samples, the hardness value was measured the highest in the sample coated with TiC powder, and the microhardness value was increased by an average of 2 times compared to the main material. It was determined that the sample with the lowest friction coefficient was the sample coated with graphite powder, while the sample with the highest wear resistance was the sample coated with titanium carbide powder. The wear resistance of the sample coated with titanium carbide increased approximately 11.5 times compared to the main material