Kobalt esaslı alaşımlara bazı metallerin etkisinin araştırılması
Investigation of effects of some metals on cobalt based alloys
Yazar: EMİNE ÇÖMEZ ŞAP
Danışman: PROF. DR. HALİS ÇELİK
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada kobalt esaslı bir alaşımın mikroyapı ve mekanik özelliklerine vanadyum (V), titanyum (Ti) ve mangan (Mn) elementlerinin etkisi incelenmiştir. Kobalt esaslı alaşım olarak dental uygulamalarda çok kullanılan Co-28Cr-6Mo-0,7Mn-0,5Si-0,5C alaşım referans alınmış ve daha sonra bu alaşıma % 1,3 Mn; % 0,7-2,0 Ti; % 0,7-1,3 V ilave edilerek altı çeşit yeni alaşım üretilmiştir. Kobalt esaslı alaşıma elementler ergitme yöntemi ile ilave edilmiştir. Malzemelerin ergitilmesi için bir elektrik indüksiyon ergitme fırını kullanılmıştır ve ergitme işlemi normal atmosfer şartlarında yapılmıştır. Alaşımlandırma işlemlerinde % 99.9 saflıkta elementler kullanılmıştır.Deney numuneleri sıvı haldeki metalin ön ısıtma yapılmış kokil kalıba dökülmesiyle elde edilmiştir. Çubuk şeklinde dökülen alaşımlardan çeşitli numuneler çıkartılmış ve bunlar üzerinde mekanik deneyler, mikroyapı ve X-ışınları incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneylerden Mn ilavesinin Co esaslı alaşımın sertliğini düşürdüğü, Ti ilavesinin de sertliği belirli oranlarda düşürdüğü, ancak katkı oranının yükselmesiyle sertlikte artış olduğu gözlenmiş, V ilavesinin yine referans alaşımın sertliğini düşürdüğü anlaşılmıştır. Yapılan mikroyapı incelemelerinde referans alaşımın dendritik bir yapıya sahip olduğu görülmüştür. Dendrit kollarında ise nano yapılı bölgelerin oluştuğu anlaşılmıştır. Mn ilavesi ile malzemedeki dendritik yapı daha homojen bir dağılıma sahip olmuştur. Referans alaşıma Ti ilave edilmesi ile dendritik yapı varlığını korumuş ancak dendrit kollarındaki nano yapının tamamen kaybolduğu gözlenmiştir. V ilavesi ile alaşımda nano boyutlu dendritik yapı tekrar ortaya çıkmıştır ve bu nano dendrit kollarının referans alaşımdakinden daha uzun olduğu görülmüştür.X-ışınları çalışmaları malzemelerde M23C6, Mn15C4, TiSi2, VSi2 vb. fazların meydana geldiğini göstermiştir.Anahtar kelimeler: Kobalt; Kobalt esaslı alaşımlar; Biyomedikal malzemeler; Demir dışıalaşımlar

Abstract:
Effects of V, Ti, and Mn additions on microstructure and mechanical properties of a cobalt based cast alloy have been investigated in this study. Co-28Cr-6Mo-0.7Mn-0.5Si-0.5C alloy, which is the most common cobalt based alloy used for dental applications, was taken as reference, and 1,3 % Mn, % 0,7-2,0 Ti; % 0,7-1,3 V was added to produce six different alloys. Alloying elements were added to cobalt based alloy by melting in an induction furnace under normal atmospheric conditions. 99.9 % pure elements were used for alloying process.The melt was die cast into preheated metal dies as bars. Specimens were extracted from these casts for mechanical tests, microstructural analysis, and X-ray diffraction. From the mechanical tests, the hardness of cobalt based alloys were seen to have decreased with Mn and V addition. Ti addition decreased the hardness until a certain rate, but increased in excess. Microstructural analysis showed that the original alloy had dendritic structure. On dendrite arms nano-sized region was taken from. With Mn edition dendritic structure in reference alloy was dispersed homogenly. With Ti addition have been observed that dendrite structure was existed but nano-sized dendritic structures disappear completely. With Vaddition nano sized dendrite structure was appeared again and ıtwas seen that this nano dendrite arms wre longer than referance alloy.X-ray diffraction studies showed that M23C6, Mn15C4, TiSi2, VSi2 etc. phases were occurred in materialsKeywords: Cobalt; Cobalt based alloys; Biomedical materials; Nanferrous alloys