Çelik yüzeylerin emaye kaplanması yüzey hazırlama solüsyonuna farklı oranlarda ilave edilen dipotasyumheksaflorotitanatın etkisi
Effect of dipotassium hexafluorotitanate added to the surface preparation solution in different proportions for enamelling of steel surfaces
Yazar: EROL SALAR
Danışman: PROF. DR. MEHMET TARAKÇI
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, evsel fırın üretiminde kullanılan çelik sac üzerine yapılan emaye kaplamadaki yüzey kabarcık kusurunun (sineklenme) giderilmesi için son durulama banyosuna farklı oranlarda dipotasyumheksaflorotitanat (K2TiF6) ilavesinin etkisi araştırılmıştır. Emaye kaplama sonrasında, yüzey kabarcık kusuru görülen ve görülmeyen iki farklı çelik sac tedarikçisinin malzemeleri kullanılmıştır. Öncelikle, bu altlık çelik sacların karakterizasyonu spektrometre, optik mikroskop, SEM, SEM-EDS, profilometre, XRD ile yapılmıştır.  Son durulama banyosu iki şekilde hazırlanmıştır. Birinci banyoya sadece K2TiF6 ilavesi yapılmış, ikinci banyoya içeriğinde K2TiF6 da bulunan ticari bir karışım ilavesi yapılmıştır. Bu durulama banyoları sonrası, çelik saclar açık atmosferde 820 oC'de 80-125 µm kalınlığında emaye kaplanmıştır.  Emaye kaplamaların karakterizasyonu altlık saclara uygulanan test ve analiz cihazları ile benzer şekilde gerçekleştirilmiştir. Çelik sacların kimyasal bileşimlerinde küçük farklılıklar olduğu ancak benzer fazları ve karbonca zengin inklüzyonlar içerdikleri görülmüştür. Her iki çeliğin tane boyutunda ve yüzey pürüzlülük değerlerinde dikkate değer farklılık olduğu görülmüştür. Saclar emaye kaplandıktan sonra, yüzey kabarcık kusuru görülen emayelerde yüzey pürüzlülük değerinin bir miktar yüksek olduğu tespit edilmiştir. Emaye kaplamaların genelinde, benzer kristal yapılarla birlikte bir miktar amorf fazların bulunduğu belirlenmiştir. Emaye kaplamaların yüzeyinde mikroskobik boyutta gözenekliliğin tüm numunelerde bulunduğu ancak bazı kaplamalarda gözle görülür boyutta kusurlar (sineklenme) olduğu belirlenmiştir. Ticari karışım kimyasalın emaye bünyesindeki toplam gözenek miktar ve boyutlarını bariz şekilde düşürdüğü görülmüştür. Sadece K2TiF6 ilavesinin, yüzeyde gözle görülen kabarcık kusurunu azalttığı, ancak emaye iç bölgesinde oluşan gözenek boyut ve sayısını arttırdığı tespit edilmiştir. Kaplamalardaki Ti miktarının durulama banyosunun içeriğine bağlı olarak değişmediği görülmüştür.

Abstract:
In this study, the effect of adding different ratios of dipotassium hexafluorotitanate (K2TiF6) to the final rinse bath on eliminating the blister defect in the enamel coating on steel sheets used in cooker production was investigated. Two different steel sheet suppliers' materials were used, one with surface blister defects and the other without. Firstly, the characterization of these substrate steel sheets was performed using a spectrometer, optical microscope, SEM, SEM-EDS, profilometer, and XRD. Two different final rinse bath was prepared. In the first bath, only K2TiF6 was added, while in the second bath, a commercial mixture containing K2TiF6 was added. After these rinse baths, enamel coatings with a thickness of 80-125 µm were fired at 820 °C in an open atmosphere. The characterization of the enamel coatings was carried out using the aforementioned testing and analysis devices in a similar manner. Minor differences in the chemical compositions of the steel sheets were found, but they were found to have similar phases, and both steels contained carbon-rich inclusions. While there were minor differences in the chemical compositions of the steel sheets, they had similar phases and included carbon-rich inclusions. Significant differences were observed in the grain size and surface roughness values of both steels. After the samples were coated, it was determined that the surface roughness value was slightly higher in the enamels with surface blister defects. In all enamel coatings, similar crystal phases were found along with some amorphous phase. Microscopic blistering/pores was observed on the enamel surfaces of all samples, but it was visible to the naked eye in some coatings. It was observed that the commercial mixture significantly reduced the total pore quantity and size within the enamel structure. The addition of only K2TiF6 reduced the visibly observable blister defect on the surface but increased the pore size and quantity within the enamel bulk. It was observed that the amount of Ti in the coatings did not vary depending on the content of the rinse bath.