Demir dışı metal ve alaşımlarda iyonitrasyon ile sertleştirme ve sertleştirme sonucu oluşan malzeme özelliklerinin tesbiti
Surface hardening by ion-nitriding of non-ferrous metal and its alloys and determination of physical properties of hardened material
Yazar: KUTLAY SEVER
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN KARADENİZ
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2003
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
IV ÖZET Titanyum ve alaşımları biomedikal uygulamalarda korozyon direnci ve biouyuşabiürliğl nedeniyle yaygın olarak kullanılır. Bununla birlikte, implantlar için bu malzemelerin kullanımı, yetersiz yüzey sertliği ve aşınma direnci nedeniyle bazen problem yaratır. Aşınmaya uğrayan cerrahi implantlarda kullanılan titanyum alaşımlarının yetersiz yüzey sertliğini ve aşınma direncini geliştirmek için plazma nitrürleme yapılmaktadır. Tİ6A14V titanyum alaşımının plazma nitrürleme yöntemi kullanılarak sertleştirilmesi amaçlanan bu çalışmamızda sıcaklık (600 °C'den 850 °C'ye), zaman (2 saatten 20 saate) ve H2+N2 gaz karışımında oluşan plazma atmosferindeki azot gazının hacimsel oranı işlem parametreleri olarak seçilmiştir. Plazma nitrürleme ile Tİ6A14V alaşımında işlem görmüş yüzey ve yüzey altı tabakaların mikroyapılan, sertlikleri, kalınlıkları ve aşınma davranışları incelenmiştir. Yapılan mikrosertlik ölçümlerinin sonuçlarına göre en fazla difüzyon tabakası sertliğinin 7 saat 850 °C'de %80 N2+ %20 H2 gaz karışımı kullanıldığı durumda oluştuğu görülmüştür. Difüzyon tabakası kalınlığı, artan işlem süresi ve sıcaklığı ile birlikte artmaktadır. Optik mikroskop incelemelerinde, en derin difüzyon tabakası 10 saat 850 °C'de %80 N2+ %20 H2 gaz karışımı kullanıldığı durumda oluştuğu görülmüştür. Aşınma miktanmn artan bileşik tabaka (TİN + Tİ2N) kalınlığı ile azaldığı tespit edilmiştir. Anahtar sözcükler: 1) Plazma nitrürleme 2) Titanyum Nitrürleme 3)Yüzey işlemleri

Abstract:
V ABSTRACT Titanium and its alloys are widely used in biomedical applications because of their corrosion resistance and biocompatibility. Nevertheless, the use of these materials for implants creates sometimes problem because of their poor surface hardness and wear resistance. To improve the poor surface hardness and wear resistance of titanium alloys used for surgical implants undergoing wear has been plasma nitrided. In this investigation, the surface hardening of Tİ6A14V titanium alloy by plasma nitriding technique has been aimed with various temperatures ( from 600 to 850 °C), times (from 2 to 20 h) and the volumetric ratio of N2 in the plasma atmosphere of H2+N2 gaseous mixture as process parameters. The study presents the results of the examinations of microstructures, hardnesses, thicknesses, wear behaviours of surface layers formed on the Tİ6A14V titanium alloy by plasma nitriding. By microhardness measurements investigations, the maximum surface hardness has been obtained in the plasma nitrided sample over a period of 7h 850 °C in a nitriding atmosphere containing %80 N2+%20H2 gaseous mixture. The case depth were found to increase with increasing process temprature and time. By optical microscope investigations, the deepest diffusion layer has been obtained in the plasma nitrided sample over a period of lOh 850 °C in a nitriding atmosphere containing %80 N2+%20H2 gaseous mixture. Wear rates were observed to decrease with increasing compound layer (TİN + Tİ2N) thickness. Keywords: 1) Plasma Nitriding 2) Titanium Nitriding 3) Surface Treatments