Fonksiyonel derecelendirilmiş ti-b4c kompozit malzemelerin mekanik ve korozyon özellikleri

Abstract

Bu tez çalışması, geleneksel toz metalürjisi (soğuk presleme+sinterleme) yöntemi kullanılarak üretilen Ti-B4C/KNF fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerin (FDM) mekanik ve korozyon özelliklerini araştırmayı amaçlamaktadır. Titanyum (Ti) matris olarak kullanılırken, bor karbür (B4C) ve karbon nanofiber (KNF) takviye elemanı olarak kullanılmıştır. Numuneler üç tabakalı olarak üretilmiştir. Üst ve alt tabakalar kompozitler olarak (Ti-B4C/KNF) ve katkısız orta kısım ise Ti olarak üretilmiştir. Takviye miktarının mekanik ve korozyon özelliklerine etkisini incelemek amacıyla, titanyuma hacimce %5, %10 ve %15’lik B4C ve hacimce %0,5 KNF ilave edilmiştir. FDM'ler, tabakasız yapıların mekanik özellikleriyle karşılaştırılmıştır. Vickers sertlik test cihazı yardımı ile sertlik testi yapılmıştır. Numunelerin yoğunlukları Arşimet yasası ile ölçülmüştür. Numunelerin mikroyapı ve faz bileşimi optik mikroskop, SEM-EDS ve XRD analizi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. FDM’lerin çapraz kırılma dayanımı (ÇKD) üç nokta eğme testi kullanılarak belirlenmiştir. Kırık yüzeylerin morfolojileri SEM-EDS ile incelenmiştir. FDM’lerin korozyon özellikleri potansiyodinamik yöntemle belirlenmiştir. Korozyon çözeltisi olarak 3 M HCl tercih edilmiştir. Korozyon oranları Tafel eğrileri üzerinden hesaplanırken korozyon yüzeyi SEM-EDS kullanılarak incelenmiştir. Mikroyapı sonuçları, takviye elemanlarının (B4C ve KNF), Ti matrisi içerisinde homojen olarak dağıldığını ve tabakaların uyumlu bir şekilde birbirine bağlı olduğunu göstermiştir. B4C ve KNF katkısı sonrası, malzemelerin sertliğinde anlamlı bir artış görülmüştür. FDM’lerin ÇKD değerleri tabakasız numunelerin değerlerinden daha yüksektir (saf Ti hariç). Buradan, orta tabakaların malzemelerin tokluğunu arttırdığı anlaşılmaktadır. 3 M HCl çözeltisine ait korozyon sonuçları farklı korozyon dirençleri olduğunu ve bu dirençlerde takviye miktarı değiştikçe korozyon oranının başlangıçta artma ve akabinde düşüş eğilimi sergilediğini göstermiştir