Mikro ark oksidasyon işlemi uygulanmış Ti6Al4V alaşımının yapısal ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural and tribological characteristics of Ti6Al4V alloy applied micro arc oxidation process
Yazar: EDA YELKENCİ
Danışman: PROF. DR. BÜLENT ÖZTÜRK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, fosfat katkılı (MAO-F) ve alüminat katkılı (MAO-A) olmak üzere iki
farklı çözelti içerisinde, MAO işleminin diğer tüm parametreleri sabit tutularak Ti6Al4V
alaşımının yüzeyi seramik oksit ile kaplanmıştır. MAO işleminin ardından elde edilen
kaplamaların yüzey pürüzlülüğü ve kalınlığı sırasıyla 3D yüzey profilometre ve Eddy-
Current metodu ile ölçülüp faz kompozisyonları ve yüzey morfolojileri ise XRD ve SEM ile
analiz edilmiştir. Tribolojik özelliklerin tayini için 1 N, 2,5 N ve 5 N'luk üç farklı yük
altında, normal şartlar altında ve oda sıcaklığında alümina (Al2O3) aşındırıcı bilya ile ballon-
disc aşındırma tekniği kullanılmıştır.
Elde edilen sonuçlara göre, MAO işlemi ile Ti6Al4V alaşımının üzerinde pürüzlü ve
gözenekli kaplamalar oluşturulmuştur. Kaplamaların kalınlıkları ve pürüzlülük değerleri
elektrolitik çözeltisine bağlı olarak değişmiştir. Her iki kaplamanın faz kompozisyonlarının
anataz, rutil ve az miktarda altlık malzemeden gelen Ti metalinden oluştuğu tespit edilmiştir.
Numunelerin sürtünme katsayıları artan yükle azalmıştır. Tüm numunelerde en yüksek
sürtünme katsayısı 1 N yük değerinde elde edilmiştir. Ayrıca 1 N yük altında MAO-A
numunesinin aşınma hacim kaybı miktarının MAO-F numunesinden düşük olduğu
görülmüştür. 2,5 N ve 5 N yüklerinde MAO-F numunesi, MAO-A numunesine göre daha
yüksek bir aşınma direnci sergilemiştir.

Abstract:
In this study, the surface of the Ti6Al4V alloy was coated with ceramic oxide in two
different solutions: phosphate-added (MAO-F) and aluminate-added (MAO-A), keeping all
other parameters of the MAO process constant. The surface roughness and thickness of the
coatings obtained after the MAO treatment were measured by 3D surface profilometer and
Eddy-Current method, respectively, and phase compositions and surface morphologies were
analyzed with XRD and SEM. For the determination of tribological properties, ball-on-disc
etching technique with alumina (Al2O3) abrasive ball was used under three different loads
of 1 N, 2,5 N and 5 N, under normal conditions and at room temperature.
According to the results obtained, rough and porous coatings were formed on the
Ti6Al4V alloy by the MAO process. The thickness and roughness values of the coatings
varied depending on the electrolytic solution. The phase compositions of both coatings were
found to consist of anatase, rutile and Ti metal from a small amount of backing material. The
friction coefficients of the samples decreased with increasing load. The highest friction
coefficient was obtained at 1 N load value in all samples. It was also found that the wear
volume loss of the MAO-A sample under 1 N load was lower than the MAO-F sample. At
2,5 N and 5 N loads, the MAO-F sample exhibited a higher wear resistance than the MAOA
sample.