Çelik yüzeylerinin farklı alaşımlara sahip tellerle kaplanması ile korozyon ve aşınma özelliklerinin iyileştirilmesi /
Yazar: FATİH NEDİM YORULMAZ
Danışman: PROF. DR. HÜLYA DURMUŞ
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Çelik grupları arasında korozyon bakımından ön plana çıkan ve en yaygın olarak kullanılan çelik gurubu paslanmaz çeliklerdir. Paslanmaz çeliklerin yüzeyinde bir pasivasyon tabakası bulunmaktadır. Bu tabaka krom oksit (Cr2O3) tabakası yani pasivasyon tabakası olarak bilir. Pasivasyon tabakası yoğun, tok ve ince bir tabakadır. Aşırı korozif ortamlar haricinde kendini yenileyebilir ve korozyona karışı direnç sağlamaktadır. Paslanmaz çeliklerde kendi aralarında farklı türlere ayrılmaktadır. Bu türler arasında en yaygın olarak kullanılan tür östenitik paslanmaz çeliklerdir. Östenitik paslanmaz çeliklerin yaygın olarak kullanılmasını sağlayan birçok özellikleri bulunurken, bunlardan birisi olan korozyona dayanım ve kavitasyon erozyonu direnci istenen yerlerdeki özellikle gemi pervanesi şaftı üretiminde kullanılmaktadır. Kavitasyon erozyonu deniz yapılarında parçaların ömrünü ve parçaların verimi ciddi oranda azaltan bir erozyon türüdür. Bu erozyona sürekli maruz kalan parçalar kullanılmaz hale gelmektedir. Östenitik paslanmaz çeliklerin kaynak kabiliyeti son derece yüksektedir.  Östenitik paslanmaz çeliklerin kaynaklanmasında Tungsten Asal Gaz (TIG) kaynağı tercih edilmektedir. TIG kaynağında gereken ısı, tungsten elektrot ve iş parçası arasında oluşan ark tarafından sağlanmaktadır. Kaynak işlemi sırasında uygulanan akımın parça ile kaynak elektrodu arasında sabit kalması gerekmektedir. TIG kaynağı paslanmaz çeliklere kolay uygulanıp, iyi kaynak dikişi vermektedir. 
Bu tez çalışmasında, gemi pervane şaftında kullanılan 316L paslanmaz çelik yerine alternatif üretim olarak orta karbonlu çelik üzerine östenitik paslanmaz çelik teller ile kaplama yapılmıştır. Altlık olarak S235JR malzemesi kullanılmıştır. Kaplama malzemesi olarak ise 308L ve 316L östenitik paslanmaz çelikler tercih edilmiştir. Kaplama için TIG kaynağı kullanılmıştır ve kaplama üç paso olacak şekilde farklı akımlarda (140 A, 160 A ve 180 A) gerçekleştirilmiştir. Kaplamadan sonra numuneler hazırlanmış ve kaplamanın kesitten ve yüzeyden mikro sertliği, altlık malzemesinin mikro sertliği incelenmiştir. Mikro sertlik dışında kaplama ve altlığın, makroyapı görüntüleri, mikroyapı görüntüleri, SEM - EDS incelemeleri, korozyon direnci ve kavitasyon erozyonu direnci incelenmiştir. Testler ve analizler sonucunda 166 kodlu numune yani 316L ile 160 A ile kaplama işlemi gerçekleştirilen numunenin korozyon ve kavitasyon erozyonu dirençleri en yüksek bulunmuştur.

Abstract:
Among the steel groups, stainless steels are the most widely used steel group in terms of corrosion. There is a passivation layer on the surface of stainless steels. This layer is known as the chromium oxide (Cr2O3) layer, that is, the passivation layer. The passivation layer is a dense, tough and thin layer. Except for extremely corrosive environments, it is self-renewable and provides resistance to corrosion. Stainless steels are divided into different types among themselves. Among these types, the most commonly used type is austenitic stainless steels. While austenitic stainless steels have many properties that make them widely used, they are used especially in ship propeller shaft production where corrosion resistance and cavitation erosion resistance are required. Cavitation erosion is a type of erosion that significantly reduces the life of parts and the efficiency of parts in marine structures. Parts that are constantly exposed to this erosion become unusable. Weldability of austenitic stainless steels is extremely high. Tungsten Inert Gas (TIG) welding is preferred for welding austenitic stainless steels. The heat required in TIG welding is provided by the arc formed between the tungsten electrode and the workpiece. The current applied during the welding process must remain constant between the part and the welding electrode. TIG welding is easy to apply to stainless steels and gives good weld seams.
In this thesis, instead of 316L stainless steel used in the ship propeller shaft, medium carbon steel is coated with austenitic stainless steel wires as an alternative production. S235JR material was used as the substrate. As the coating material, 308L and 316L austenitic stainless steels were preferred. TIG welding was used for the coating and the coating was carried out in three passes at different currents (140 A, 160 A and 180 A). After coating, the samples were prepared and the microhardness of the coating from the cross-section and the surface, and the microhardness of the backing material were examined. Apart from microhardness, macrostructure images, microstructure images, SEM - EDS examinations, corrosion resistance and cavitation erosion resistance of the coating and substrate were investigated. As a result of the tests and analyzes, the corrosion and cavitation erosion resistance of the 166 coded sample, that is, the sample that was coated with 316L and 160 A, was found to be the highest.