BİLDİRİ DETAY

Mümin ŞAHİN, Cenk MISIRLI, Selçuk SELVİ
DEMİR DIŞI ALAŞIMLARDA YÜZEY KAPLAMANIN ETKİLERİ
 
Öz: Giriş: Demir dışı alaşımlar endüstride ve ileri teknoloji ürünlerinde sıkça kullanılmaktadırlar. Genel olarak demir esaslı ürünlerle kıyaslandığında hafif olmaları, korozyona dayanıklı olmaları, yüksek termal ve elektrik iletkenlikleri onları çeşitli uygulamalarda daha üstün kılmaktadır. Fakat bunun yanında bazı yönlerden de demir esaslı malzemelere göre zayıflıkları bulunmaktadır. Bu zayıflıkların başında da düşük sertlik değerleri ve yüzeylerinin aşınmaya yatkın olması gelmektedir. Bu açıdan bakıldığında kullanıldıkları yerlerde sergileyecekleri performans istenilen düzeyde olmayacağından bu açığı ortadan kaldırıcı tedbirlerin alınması gerekmektedir. Alaşım elementi katarak demir dışı metal malzemelerin birçok özelliğini değiştirmek mümkündür. Katılan alaşım elementlerinin kompozisyona etkileri deneysel yöntemlerle ölçülerek farklı yüzdelerde elde edilen ve bu yüzde değerlerine göre sınıflandırılan birçok alaşımlı demir dışı endüstri ürünü vardır. Fakat alaşım elementi katmanın yanında malzemenin içyapısını değiştirmeden yüzeyinde istediğimiz özellikleri elde etmek de mümkündür. Bu yüzden içyapısından daha çok, yüzey özelliklerini etkileyici yüzey kaplama yöntemlerine başvurmamız gerekmektedir. Bu çalışmada, bu konuda yapılmış deneylerin sonuçları karşılaştırılıp yorumlanmıştır. Amaç: Çalışmanın amacı, malzemelerin üretimi sonrası tüm özelliklerinin kullanıldıkları yere tam uyumlu olmaması durumunda, içyapılarının çok fazla değiştirilmeden sadece yüzey özellikleri değiştirilerek onlara daha üstün özellikler kazandırılabileceğini göstermektir. Bu düşünce doğrultusunda, malzemelerin yüzey işlemleri ile ne oranda değişim gösterdikleri araştırılarak ve bu yöntemin uygulanabilirliği deneysel olarak izlenecektir. İstenilen özelliklerin malzemeden elde edilmesi durumunda yöntemin sürekliliği ve tekrar edilebilirliği üzerinde durulacaktır. Optimum mekanik özellikler için uygulanması gereken yöntemlerin farklılıklarının gözlemlenmesi amaçlanmaktadır. Kapsam: Bu çalışmada kullanılan malzemenin esas bileşeni alüminyum olduğundan, çalışma alüminyum esaslı alaşımların yüzey özelliklerinin değiştirilmesini içermektedir. Yüzey iyileştirme yapılırken aynı zamanda malzemeye ısı verilmiştir. Yüksek sıcaklıkta yapılan denemelerde malzemenin mekanik ve yüzey özellikleri incelenmiştir. Sınırlıklar: Deneyde farklı kompozisyonlarda alaşımlı malzeme kullanılmadığından malzemeler arasındaki davranış farklılıkları yeterince ortaya konulamamıştır. Ayrıca yüzey kaplama yöntemi olarak tek bir yöntem kullanıldığı için diğer yüzey kaplama yöntemlerine göre de kıyaslama durumu diğer çalışmalara bırakılmıştır. Yöntem: Deney numuneleri için talaşlı işleme yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen örnekler yüzey işlemleri için temizleme aşamalarından geçirilmiştir. Malzemenin içyapısında tane homojenleştirmek için fırında tavlama yapılmıştır. Tavlamadan çıkarılan malzemeler istenilen tane yapısına kavuşana kadar dış ortamda bekletilmişlerdir. Yüzey kaplama için hazırlanan solüsyonda numuneler kaplama işlemine tabi tutulmuşlardır. Kaplama sonrası yüzey özelliklerinin anlaşılması için malzemeler mikroskop incelemesine sokulmuşlar ve kaplamanın malzemeye ne kadar etki ettiği incelenmiştir. Bulgular: Deneyde elde edilen verilere bakıldığında farklı sıcaklılarda tavlanmış malzemelerin deney sonrası durumlarında da ısıl işlemin etkisi ile farklı davranışlar gösterdikleri görülmüştür. Buradan anlaşılacağı üzere malzemelerin yüzey işlemleri sırasında maruz kaldıkları ısıl işlemler malzemenin tüm özelliklerinde değişime neden olmaktadır. Ayrıca kaplama koşullarının değiştirilmesi ve farklı yüzey tabakalarının oluşturulması yine malzeme davranışını doğrudan etkilemekte ve sonuçlar değerlendirildiğinde fazla kaplama miktarının her zaman daha iyi sonuç vermediği ortaya çıkmaktadır. Sonuç: Deneylerde alınan sonuçlara göre yüzey kaplama işlemleri doğrudan malzemenin tüm özelliklerini üstün kılmamakla birlikte, sadece yüzey özelliklerinin daha iyi sonuçlar vermesi için bile en uygun kaplama kalınlığının elde edilmesi gerekmektedir. Ayrıca kaplama yöntemlerinin çeşitliği ile birlikte uygun kaplama yönteminin bulunması sürecin iyi optimize edilmesi gerekmektedir. Bunun yanında ısıl işlemlerin malzeme özelliğini direkt olarak etkilediği ve bu sebeple kaplama öncesinde veya sonrasında dayanım özelliklerinin incelenerek, malzeme açısından uygun olan ısıl işlemin hassas şekilde uygulanması gerekmektedir. Sonuçlar genel olarak değerlendirildiğinde yüzey kaplamanın etkin bir yöntem olmakla birlikte etkinliğinin artırılması için deneysel olarak sonuçlarının karşılaştırılması ve uygulamada aksaklıklar yaşanmaması açısından uzun ömürlü aşınma testleri yapılması gerekmektedir.

Anahtar Kelimeler: Kaplama, Kaplama Kalınlığı, Alüminyum, Isıl İşlem



 


Keywords: