Kriyojenik işemlerin %3,5 NaCI ortamındaki AA5083-H111 alaşımının korozyon davranışı üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of cryogenic processes on the corrosion behavior of AA5083-H111 alloy in 3,5% NaCI environment
Yazar: DOĞANCAN UZ
Danışman: PROF. DR. HÜSNÜ GERENGİ
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Mikrosertlik = Microhardness ; Çukur korozyonu = Pitting corrosion

Özet:
Alüminyum; yüksek mekanik direnci, elektriksel ve ısıl iletkenliği, yüksek korozyon direnci ve diğer metallerle kıyaslandığında daha düşük ağırlığa sahip olması sebebi ile son yıllarda kullanımı oldukça artan bir metaldir. Bu özellikleri sayesinde alüminyum, birçok endüstride tercih edilen ve bu endüstrilerde farklı kullanım alanlarına sahip bir metaldir. Kriyojenik işlem; diğer ısıl işlemlerle kıyaslandığında daha ekonomik olan ve aynı zamanda, uygulanan metale göre değişim göstermekle birlikte, metallerin çeşitli mekanik özelliklerini iyileştirmede oldukça etkili bir ısıl işlemdir. Bu yöntem son zamanlarda alüminyum için uygulanmaya başlanmıştır. Korozyon; özellikle denizcilik sektöründe kontrol edilmesi zor ve aynı zamanda önlem alınması gereken bir oksidasyon mekanizmasıdır. Bu sektörde özellikle korozyon direnci diğer alaşımlara göre daha yüksek olan alüminyum alaşımları tercih edilmektedir. Alüminyum alaşımlarının korozyon dirençleri kıyaslandığında AA5083-H111 alaşımının korozyon direnci diğer alaşımlara göre daha yüksektir. Bu sebeple AA5083-H111 alaşımı denizcilik sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı; -80 °C sığ kriyojenik işlem uygulanan AA5083-H111 alaşımının korozyon mekanizmasını araştırmak ve uygulanan bu işlemin metalin yüzey sertliği üzerindeki etkisini gözlemlemektir. Çalışmada; 6 mm kalınlığındaki AA5083-H111 alaşımına 10, 24, 36, 48 ve 72 saat -80 °C'de sığ kriyojenik işlem uygulanmıştır. Kriyojenik işlem öncesi ve sonrasında alaşımın korozyon mekanizması %3,5 NaCl ortamında Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) yöntemi ile araştırılmıştır. Alaşımda meydana gelen sertlik değerleri brinell sertlik ölçümü yöntemi ile analiz edilmiştir. Ayrıca Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Optik Profilometre (OP) teknikleri kullanılarak korozyon deneyleri sonrası alaşımın yüzeyinde meydana gelen morfolojik değişimler gözlemlenmiştir. Elde edilen bulgular incelendiğinde, sığ kriyojenik işlemin %3,5 NaCl çözeltisi içerisindeki AA5083-H111 alaşımının korozyon direncini iyileştirme konusunda yeterli etkiyi gerçekleştiremediği görülmüştür.

Abstract:
Aluminum is a metal that has seen frequent use recently in many applications in the industrial sector because of its desirable properties. Many industries prefer aluminum because of its high mechanical resistance, electrical and thermal conductivity, high corrosion resistance, and lower weight compared to other metals. The cryogenic process is more economical compared to other heat treatments and at the same time, it is a very effective heat treatment for improving various mechanical properties of metals. This method has recently begun to be applied to aluminum. Although corrosion is an oxidation mechanism that is difficult to control, this control becomes a necessity in the maritime sector. Aluminum alloys with higher corrosion resistance than other alloys are preferred in this sector. The AA5083-H111 alloy has higher corrosion resistance compared with other aluminum alloys. For this reason, AA5083-H111 alloy is widely used in the maritime industry. The purpose of this study was to investigate the corrosion mechanism of AA5083-H111 alloy subjected to -80 °C shallow cryogenic processing and to observe the effect of this process on the surface hardness of the metal. In this study, shallow cryogenic treatment was applied to the 6 mm-thick AA5083-H111 alloy at -80 °C for 10, 24, 36, 48, and 72 h. Before and after the cryogenic process, the corrosion mechanism of the alloy was investigated via electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in a 3,5% NaCl environment. The hardness values of the alloy before and after the experiments were analyzed by Brinell hardness measurement. In addition, after the corrosion experiments, morphological changes on the surface of the alloy were observed using scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), and optical profilometer (OP) techniques. When the findings were examined, it was seen that the effect of the shallow cryogenic process was insufficient for improving the corrosion resistance of the AA5083-H111 alloy in a 3.5% NaCl solution.