KOBALT ESASLI HAYNES 25 SÜPER ALAŞIMININ AŞINMA VE KOROZYON DAVRANIŞINA BOR KAPLAMANIN ETKİSİNİN İNCELENMESİ
| dc.contributor.author | Gündoğar, Ali | |
| dc.date.accessioned | 2024-09-05T07:10:15Z | |
| dc.date.available | 2024-09-05T07:10:15Z | |
| dc.date.issued | 2024-06 | |
| dc.department | Lisansüstü Eğitim Enstitüsü | en_US |
| dc.description.abstract | Bu çalışmada, kobalt esaslı Haynes 25 süper alaşımının aşınma ve korozyon davranışları üzerine bor kaplamanın etkisi incelenmiştir. Bu çalışmada, Haynes 25 süper alaşımına 975°C’de 5 saat %90 B4C + %10 NaBF4 tozları kullanılarak kutu borlama yöntemi ile bor kaplama yapılmış, daha sonra numuneler fırında, havada ve suda soğutulmuştur. Aşınma deneyleri 24°C, 350°C ve 600°C sıcaklıkta, ball-on disk aşınma test cihazında, 20N yük altında, 375 mm/sn hızında, 667 s. süreyle ve 250 m uzunluğunda ve batıcı uç malzemesi olarak 6mm çapında 1650 MPa sertliğine sahip Al2O3 (Alümina) bilye kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kaplama tabakalarının karakterizasyonu optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu (SEM), XRD-Işını, nano indetasyon, 2D profilometre, mikrosertlik ve XRD_ışını piklerinden kalıntı gerilme ölçülerek incelenmiştir. Her üç grup (fırında, suda, havada soğutulmuş) numunelerin kalıntı gerilmeleri XRD-ışını ile(piklerinden) ölçülmüştür. Ayrıca %3,5 NaCl ve %3,5 HCl çözeltisi içerisinde korozyon dirençlerinin kıyaslanması amacıyla kaplanmış; fırında, havada ve suda soğutulmuş ve işlemsiz numunelerin elektrokimyasal olarak açık devre potansiyeli (Ocp) ve Tafel ekstrapolasyon metotlarıyla korozyon testlerine tabi tutularak gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, bor kaplamanın Haynes 25 alaşımının yüzey sertliğini önemli ölçüde artırdığını ve aşınma direncini belirgin şekilde iyileştirdiğini göstermektedir. Aşınma deney sonuçlarından, tüm deney sıcaklıklarında (24°C, 350°C ve 600°C)’de en az aşınma suda soğutulan 975°C 5 saat bor kaplama yapılan Haynes 25 numune, daha sonra sırasıyla havada soğutulan, işlemsiz numune ve fırında soğutulan Haynes 25 numune olduğu tespit edilmiştir. Sürtünme katsayısı 24°C sıcaklıkta en düşük işlemiz numune, en yüksek fırında soğutulan numune, 350°C sıcaklıkta en düşük suda soğutulan numune, en yüksek havada soğutalar numune ve 600°C sıcaklıkta en düşük fırında soğutulan numune, en yüksek suda soğutulan numune, elde edilmiştir. Kalıntı gerilimindeki değişim, mikro gerinimin bir sonucu olduğu için fırın>hava>su şeklindedir. Kristalit boyuttaki değişime bakıldığında ise fırın<hava<su şeklindedir. Soğutulma şeklinin değişmesi yapının tanecik boyutunu, mikro gerinimi, kalıntı gerilimi, sertliği, FWHM gibi mikroyapısal ve mekanik özelliklerini önemli derecede etkilediği için malzemenin performansını değiştirdiğini söylemek mümkündür. Korozyon testleri ise bor kaplamanın alaşımın korozyon direncini de olumlu yönde etkilediğini, ancak bu etkinin aşınma direncindeki kadar belirgin olmadığını göstermiştir. Bu çalışma, kobalt esaslı süper alaşımların yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla bor kaplama yönteminin etkinliğini kanıtlamakta ve endüstriyel uygulamalarda bu tür kaplamaların potansiyel kullanım alanlarını genişletmektedir. Bor kaplama, özellikle yüksek sıcaklık ve aşındırıcı ortamlarda çalışan bileşenlerin ömrünü uzatmada önemli bir rol oynayabilir. | en_US |
| dc.description.abstract | This study investigates the effects of boron coating on the wear and corrosion behaviors of cobalt-based Haynes 25 superalloy. In this work, boron coating was applied to Haynes 25 superalloy using the pack boronizing method with 90% B4C and 10% NaBF4 powders at 975°C for 5 hours, followed by cooling in a furnace, air, and water. Wear tests were conducted at temperatures of 24°C, 350°C, and 600°C using a ball-on-disk wear test device under a load of 20 N, at a speed of 375 mm/s for 667 seconds over a distance of 250 meters, utilizing a 6 mm diameter Al2O3 (Alumina) ball with a hardness of 1650 MPa as the indenter. The characterization of the coating layers was performed using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), nanoindentation, 2D profilometry, microhardness testing, and residual stress measurements from XRD peaks. Residual stresses of all three groups (furnace-cooled, air-cooled, and water-cooled) were measured using XRD. Furthermore to compare the corrosion resistance in 3.5% NaCl and 5% HCl solutions, coated, furnace-cooled, air-cooled, water-cooled, and untreated samples were subjected to electrochemical corrosion tests using open circuit potential (OCP) and Tafel extrapolation methods. The results indicate that boron coating significantly increased the surface hardness and improved the wear resistance of Haynes 25 alloy. From the wear test results, the sample with the least wear at all test temperatures (24°C, 350°C, and 600°C) was the water-cooled, boron-coated Haynes 25 sample at 975°C for 5 hours, followed by the air-cooled sample, the untreated sample, and the furnace-cooled Haynes 25 sample, respectively. The friction coefficient at 24°C was lowest for the untreated sample and highest for the furnace-cooled sample, at 350°C it was lowest for the water-cooled sample and highest for the air-cooled sample, and at 600°C it was lowest for the furnace-cooled sample and highest for the water-cooled sample. The variation in residual stress, resulting from microstrain, followed the order of furnace > air > water. The change in crystallite size followed the order of furnace < air < water. It is evident that changes in the cooling method significantly impact the grain size, microstrain, residual stress, hardness, and full width at half maximum (FWHM), thereby affecting the material's performance. Corrosion tests showed that while boron coating positively influenced the alloy's corrosion resistance, this effect was not as pronounced as the improvement in wear resistance. This study demonstrates the effectiveness of boron coating in enhancing the surface properties of cobalt-based superalloys and expands the potential applications of such coatings in industrial settings. Boron coating can play a crucial role in extending the service life of components operating in high-temperature and abrasive environments." | en_US] |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14619/3592 | |
| dc.identifier.yoktezid | N/A | en_US |
| dc.language.iso | tr | en_US |
| dc.relation.publicationcategory | Tez | en_US |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | en_US |
| dc.subject | Kobalt esaslı alaşımlar | en_US |
| dc.subject | A25 süper alaşımı | en_US |
| dc.subject | Haynes 25 | en_US |
| dc.subject | Bor kaplama | en_US |
| dc.subject | Aşınma direnci | en_US |
| dc.subject | Korozyon davranışı | en_US |
| dc.subject | Yüzey modifikasyonu | en_US |
| dc.subject | Mikroyapı | en_US |
| dc.subject | Yüksek sıcaklık uygulamaları. | en_US |
| dc.subject | Cobalt-Based alloys | en_US |
| dc.subject | A25 superalloy | en_US |
| dc.subject | Haynes 25 | en_US |
| dc.subject | Boron coating | en_US |
| dc.subject | Wear resistance | en_US |
| dc.subject | Corrosion behavior | en_US |
| dc.subject | Surface modification | en_US |
| dc.subject | Microstructure | en_US |
| dc.subject | High-Temperature Applications. | en_US |
| dc.title | KOBALT ESASLI HAYNES 25 SÜPER ALAŞIMININ AŞINMA VE KOROZYON DAVRANIŞINA BOR KAPLAMANIN ETKİSİNİN İNCELENMESİ | en_US |
| dc.title.alternative | INVESTIGATION OF THE EFFECT OF BORON COATING ON THE WEAR AND CORROSION BEHAVIOR OF COBALT-BASED HAYNES 25 SUPERALLOY | en_US |
| dc.type | Master Thesis | en_US |
