Nikel esaslı metal matrisli kompozit kaplama elektrodlarının karakterizasyonu
Characterization of nickel based metal matrix composi̇te coating electrodes
Yazar: GÖKSEL ORUÇ
Danışman: PROF. DR. ŞÜKRÜ TALAŞ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Yüksek sıcaklık performası yüksek olan malzemelerin geliştirilmesi ve uygulama alanlarının artırılması konusunda araştırma yapılan çalışmaların sayısı gün geçtikce artmaktadır. Bu çalışmalar özellikle servis ömürlerini uzatma, daha düşük yoğunlukta malzeme eldesi, yüksek korozyon direnci, yüksek statik ve dinamik mukavemet, aşınmaya dayanıklı yüksek yüzey sertliği ve ekonomik üretim yöntemleri üzerinde yoğunlaşmaktadır. Hedeflenen malzeme için yapılan araştırma ve geliştirme çalışması daha ziyade ileri teknoloji malzemeleri olarak bilinen kompozit malzeme ve intermetalik malzemelerin üretimi yönünde hız kazanmaktadır. 

Bu araştırmada, Ni esaslı bir alüminit olan NiAl (B2) alüminitin yanında TiC veya TiB2 ile takviye edilerek de üretimi yapılmış ve değişik analitik tekniklerle karakterizasyonu yapılmıştır. Ni ve Al elemental tozları TiC ve TiB2 tozları ile karıştırılıp sıkıştırılmış ve daha sonra ise ark ergitme ile ergitilmiştir. Toz karışımındaki TiC ve TiB2 oranları,      (ağ) % 0.5, 1, 2, 4 ve 8 dir ve gerikalan ise Ni ve Al tozlarıdır. Ergitildikten sonra vakum döküm ile çubuk halinde elde edilen numuneler, değişik kalınlıkta dilimlenmiş ve metalografik incelemeye hazır hale getirilmiştir. Üretilen numunelerin faz türleri, içyapıları ve sertlikleri tespit edebilmek için X ışınları Kırınım yöntemi (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Optik Mikroskop (OM) ve mikrosertlik ölçüm teknikleri kullanılmıştır.

Yapılan çalışmalar, bütün numunelerin tekfazlı matrisden oluştuğu ve TiC/TiB2 partiküllerinin çoğu durumda çözünmeden yapı içerisinde kaldığını göstermiştir. Sertlik değerleri artan ikinci faz partikül miktarına uygun olarak değişiklik göstermektedir. Her iki ilavenin sertlikte ki etkisi benzer sonuçlar oluşturmakla beraber mikroyapıları, TiC takviyeli numunelerde küresel şekili iken TiB2 takviyeli numunelerde ise çubuksu şekilde ikinci faz yapısı ile sonuçlanmıştır. Isıl işlem uygulanmış numunelerde ise mikroyapısal ve fiziksel özelliklerde ciddi düşüşler görülmüştür.

Abstract:
The number of studies conducted research on the development of materials with elevated high temperature performance and enhancing their application areas is progressively increasing. These studies focuses on, in particular, extending the service life, obtaining lower density materials, high corrosion resistance, high static and dynamic strength, and focuses on wear resistant high surface hardness and economical production methods. Research and development work for targeted materials is rather accelerating towards the production of material composite and intermetallic materials known as high-tech materials.

In this study, in addition to Ni based aluminide, NiAl (B2) and NiAl based composites reinforced with TiC or TiB2 was produced and characterized by various analytical techniques. Elemental Ni and Al powders are mixed with TiC and TiB2 powders are compacted and subsequently melted by the arc melting. TiC and TiB2 rates of 0.5 wt%, 1, 2, 4 and 8% and the balance is Ni and Al powders. The samples were obtained in the form of bar with a vacuum casting is prepared metallographic examination by slicing in different thicknesses. In order to characterize the specimens produced, the types of phases, microstructure and their hardness were investigated by XRD X-ray diffraction method, Scanning Electron Microscope (SEM), optical microscope (OM) and microhardness measurement techniques.

Studies showed that all samples consisting of single-phase matrix and the TiC / TiB2 particles remain in most cases insoluble in the structure. Hardness values vary according to the amount of increasing second phase particles. Although both additions create similar results in hardness, the microstructure of TiC reinforced samples resulted in the second phase structure with a spherical shape while TiB2 reinforced samples resulted in rod-like structure. In specimens with heat treatment applied was there a dramatic change in microstructural and physical properties.