PLAZMA PÜSKÜRTME YÖNTEMİ İLE ÜRETİLEN ZİRKONYUM OKSİT KAPLAMALARIN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE SON YÜZEY İŞLEMLERİN ETKİSİ

Abstract

Atmosferik plazma sprey (APS) yöntemi ile üretilen kaplamalarda yüksek gözeneklilik ve kaplama tabakası ile alt malzeme arasında zayıf bağlanma gibi kusurlar oluşmaktadır. Meydana gelen gözeneklilik sadece kaplamanın mekanik özelliklerini azaltmamakta, aynı zamanda korozyon direncini de düşürmektedir. Bu, kaplama/alt malzeme ara yüzeyinde oluşan mikro kanallarda korozyon ortamının hareket etmesiyle oluşmaktadır. Bu çalışmada, APS yöntemi ile AISI 316L üzerinde üretilmiş ZrO2 - %8 Y2O3 kaplamaların mikroyapı ve mekanik özellikleri üzerine ısıl işlemin etkisi araştırılmıştır. Seramik kaplamalar, 900 °C, 1000 °C ve 1100 °C sıcaklıklarda ısıl işlem prosesine tabi tutulmuştur. Kaplama tabakalarının faz bileşimi ve mikroyapısı X-ışını difraktogramı (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Kaplamaların aşınma özellikleri ASTM G133 test standartları referans alınarak aşınma test cihazında ball on disk yöntemi ile test edilmiştir. SEM çalışmalarına göre, en fazla gözenek oluşumu ısıl işlemsiz numunede görülürken, ısıl işlem sıcaklığı arttıkça gözenek miktarının azaldığı tespit edilmiştir. Fakat ısıl işlemin arayüzey bağlanmasına olumsuz etki ettiği de kaçınılmaz bir sonuç olarak elde edilmiştir. Kaplama mikroyapısında t-ZrO2 ve c-ZrO2 fazlarının oluştuğu XRD analizlerinden belirlenmiştir. Sertlik sonuçlarına göre, işlemsiz kaplamanın sertliği, 912 HV0.2 iken en yüksek sertliğin 1100 °C’de 1045 HV0.2 olarak ölçülmüştür. Aşınma testi sonuçlarına göre, sürtünme katsayısı ve aşınma oranları ısıl işlem sıcaklığının artmasıyla düşmüştür. Aşınmış yüzeylerin SEM fotoğraflarından da ısıl işlemsiz numunenin en fazla kayba uğradığı, ısıl işlem sıcaklığının artmasıyla kayıpların azaldığı tespit edilmiştir.