Metal Dünyası

Çelik

Demir

Maden

Alüminyum

Döküm

SEKTÖRLER HABERLER ÜRÜN TANITIMLARI TEKNİK YAZILAR DOSYALAR RÖPORTAJLAR BAŞARI HİKAYELERİ UZMAN GÖRÜŞÜ YAZARLAR FUARLAR ETKİNLİKLER PROFİLLER Editörden Künye YAYIN KURULU ARŞİV ABONELİK İLETİŞİM
ads
ads
YÜKSEK SICAKLIK OKSIDASYONUNA KARŞI NIOBYUM REFRAKTER METALI ÜZERINDE KORUYUCU BIR KAPLAMA
Candan Şen ELKOCA
 
Bülent Ecevit Üniversitesi  Alaplı Meslek Yüksekokulu Tepeköy Mevkii, Alaplı/Zonguldak
 
A PROTECTIVE COATING 0N NIOBIUM REFRACTORY METAL 
AGAINST HIGH TEMPERATURE OXIDATION
 
ÖZET
Yüksek sıcaklık uygulamalarında Nb metalinin tek başına üstün refrakter özelliklerinden faydalanmak için saf Nb altlık üzerinde kombine yöntemlerle yüksek sıcaklıklardaki oksidasyona dayanıklı bir kaplama oluşturulmuştur. Bu amaçla, önce kutu sementasyonuyla yüzeyde bir Nb aluminat tabakası oluşturulmuştur. Oluşan tabakanın oksidasyon direncini arttırmak için Plazma Elektrolitik Oksidasyon (PEO) yöntemiyle kaplama yüzeyinde bir oksit filmi yaratılmıştır. Yüksek sıcaklıkta ve inert atmosferde gerçekleştirilen uzun süreli bir ısıl işlemle yüzeydeki oksit filmi daha kararlı bir hale getirilmiştir.
 
Anahtar kelimeler: Yüksek Sıcaklık Oksidasyonu, Niobyum, Kutu Sementasyonu, Plazma Elektrolitik Oksidasyon
 
ABSTRACT
A coating which resistant to high temperature oxidation was generated on Nb substrate to utilize the superior refractory properties of Nb metal in high temperature applications. For this purpose, first a Nb aluminite layer was produced on the surface by pack cementation. To increase the oxidation resistance of the layer an oxide film was generated on the coating layer by Plasma Electrolytic Oxidation (PEO). The oxide film was stabilized by inert atmosphere annealing at high temperature
 
Keywords: High Temperature Oxidation, Niobium, Pack Cementation, Plasma Electrolytic Oxidation
 
1.GİRİŞ
Günümüzde jet motorları ve gaz türbinlerinin performanslarının arttırılabilmesi için yüksek sıcaklıklara dayanıklı malzemelere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tür bir malzemenin yüksek ergime noktasına, düşük yoğunluğa, 1300-1400°C sıcaklıklarında iyi bir oksidasyon direncine ve mukavemete sahip olması beklenir
 
Refrakter metallere yüksek sıcaklık uygulamalarında sıklıkla başvurulmaktadır. Nb yüksek spesifik dayanımı ve yüksek sıcaklıklardaki yüksek elastise modülü gibi mükemmel mekanik özelliklerinden dolayı bu tip uygulamalar için aday malzemelerdendir1. Ancak oluşan Nb oksitlerin koruyucu nitelikte olmamamektedir. 1000oC’de argon gazı altındaki tavlama işlemi sonrasında kaplama yüzeyindeki fazların NbAl3 ve a-Al2O3 fazlarından oluştuğu görülmüştür. Burada PEO işlemi sonrasında mevcut olduğu düşünülen amorf Al2O3 fazının ne kadarının a-Al2O3’e çevrildiği belirlenememiştir.
 
Şekil 1. Sementasyon tabakasının XRD analizi
 
800-1100oC sıcaklıklarındaki oksidasyon sırasında çıplak Nb metali üzerinde kalın ve dökülgen bir tufal oluştuğu görülmüştür (Şekil 2). X-ışınları analizi bunun Nb2O5’ olduğunu ortaya koymuştur. Aluminat kaplamalar Nb alaşımlarının oksidasyon direncini geliştirmek için oldukça etkin olmasına rağmen kaplama ve taban malzemesi arasındaki ısıl genleşme uyumsuzluğundan dolayı kaplamada çatlaklar oluşabilmektedir. Bu çatlakların bir kısmının metalografik numune hazırlama işlemleri sırasında da oluştuğu düşülmektedir. PEO ve Ar altındaki tavlama işlemleriyle yüzeyde oluşan Al2O3 filmi kısmi bir bariyer oluşturarak içeriye doğru olan oksijen difüzyonunu engellemektedir. Oluşan koruyucu nitelikteki film saf Nb metalinin oksidasyon davranışı üzerinde pozitif bir etkiye sahiptir (Şekil 3). Çıplak Nb ile karşılaştırıldığında kaplanmış numunelerin oksidasyon hızı yüksek sıcaklıklarda oldukça düşmektedir.
 
 
Şekil 2. Oksidasyon tesleri sonrasında numunelerdeki değişim
 
 
Şekil 3. Oksidasyon teslerinde gözlenen ağırlık değişimi
 
 
4. Sonuç
• Aluminat kaplamalar Nb alaşımlarının oksidasyon direncini geliştirmek için oldukça etkin olmasına rağmen kaplama ve taban alaşım malzemesi arasındaki  ısıl genleşme uyumsuzluğundan dolayı kaplamada kolaylıkla çatlaklar oluşabilmektedir. 
• PEO ve 1000oC’de Ar altındaki tavlama işlemleriyle yüzeyde koruyucu nitelikte Al2O3 fazı oluşmaktadır. 
• Koruyucu oksit filmi saf Nb metalinin oksidasyon davranışı üzerinde pozitif bir etkiye sahiptir. Çıplak Nb ile karşılaştırıldığında kaplanmış numunelerin oksidasyon hızı yüksek sıcaklıklarda oldukça düşmektedir. 
 
Kaynaklar
[1] Y. Murayama and S. Hanada, “High temperature strength, fracture toughness and oxidation resistance of Nb-Si-Al-Ti multiphase alloys,” Science and Technology of Advanced Materials, vol. 3, pp. 145-156, 2002.
[2] T. F. Kumon, R. O. Suzuki and K. Ono, “Oxidation resistant coating for niobium by combining hot dipping in molten aluminum coating and anodic oxidation,” J. Japan Inst. Metals, vol. 59, no. 9, pp. 967–972, 1995.
[3] S. Majumdar,  A. Arya, I.G. Sharma, A.K. Suri and S. Banerjee, “Deposition of aluminide and silicide based protective coatings on niobium,” Applied Surface Science, vol. 257, no. 2, pp. 635–640, 2010.
 
[4]  M. Fukumoto, Y. Matsumura, S. Hayashi, T. Narita, K. Sakamoto, A. Kasama and  R. Tanaka, “Coatings of Nb-based alloy by Cr and/or Al pack cementations and its oxidation behavior in air at 1273-1473 K,” Materials Transactions, vol. 44, no. 4, pp. 731-735, 2003.
[5] J. A. Curran and T.W.  Clyne, “Thermo-physical properties of plasma electrolytic oxide coatings on aluminium,” Surface & Coatings Technology, vol. 199, no. 2, pp. 168-176, 2005.
[6] V. Dehnavi, D. W. Shoesmith, B. L. Luan, M. Yari, X. Y. Liu and S. Rohani,” Corrosion properties of plasma electrolytic oxidation coatings on an aluminium alloy–The effect of the PEO process stage,” Materials Chemistry and Physics, vol. 161, pp. 49-58, 2015.
 

 

Paylaş Tweet Paylaş
5698 kez okundu
GÜNCEL YAZILAR
Sert Krom ve Oksit Kaplamanın Namlu Performansına Etkisi*
Özge Alkılınç*, S.Osman Yılmaz**, Mustafa Aksoy*** *AKKAR AR-GE Merkezi Müdürü,  ** Prof. Dr., Namık Kemal Üniv. Öğr. Üyesi,   *** AKKAR AR-GE, Pr DEVAMI...
Yassı Ürün Haddelemede Şerit Malzeme Profil ve Kalınlık Kontrol Teknikleri
Kemal ERKUT1 Elektrik Kontrol & Otomasyon Müh. 1e-posta: kemalerkut@gmail.com *Flat Strip Material Profile and Thickness Control Techniques   ÖZET Ferro (çelik) DEVAMI...
Demir Çelik Fiyatları Düşer Mi?
Niye arttığından başlanmak lazım. Yaklaşık onar yıllık periyotlarla şiddetli krizler etkiler demir çelik sektörünü ve hemen her kriz öncesi fiyatlar şişer, krizde d&uum DEVAMI...
Karbon-Kükürt Analizi — Kullanım Alanları, Çalışma Prensibi ve Uygulama Prosedürü
Dr. Öğr. Üyesi Onur BALKAN1, Dr.-Ing. Savaş YAVUZ2 1- Kapadokya Üniversitesi, Uygulamalı Bilimler Yüksek Okulu, Uçak Gövde ve Motor Bakımı Bölümü, 50420 DEVAMI...
3 büyük Türk Firması, Birleşerek Alpha Metalurji Markasını Yarattı
Türkiye, elektrikli otomobil, savunma sanayi, beyaz eşya, havacılık sanayi gibi alanlarda dünya ile rekabet edebilecek konuma doğru ilerlerken; bu sektörlerde kullanılan malzemeleri DEVAMI...
Yüksek Basınçlı Alüminyum Enjeksiyon Döküm Prosesinde Hata Türleri ve Olası Nedenleri Analizi ve Pompa Sektöründe Kullanılan Örnek Bir Parçadaki Hatalar ve Önlemleri*
Kamil Can İŞTAR, Sercan ŞAHİN, M.Emir YILDIRIM, Mehmet UYGUN kamilcanistar@kormetal.com, sercansahin@kormetal.com, emiryildirim@kormetal.com, mehmetuygun@kormetal.com Kormetal San. Ve Tic. A.Ş., Arg DEVAMI...
Metal Enjeksiyona Pandemi Aşısı Büyüme Sağlıyor
Global gelişmeler, Türkiye’yi metal enjeksiyonda gelişmeye ve sıçramaya zorluyor. Daha çok proje, daha büyük parçalar, daha teknik kalıplar… Yeni s DEVAMI...
Bükme Prosesi Modeli ve Ardışık Tekrarlı Makina Tasarımı
Genel Müdür Sinan KILIÇ*, Dr. Öğretim Üyesi Fatih ALEMDAR** Mak. Müh. Süleyman KILIÇ*,  Metal. ve Malz. Müh.Serra KILIÇ*  Mak. Mü DEVAMI...
Yüksek Basınçlı Dökümde Proje Yönetimi ve Örnek Aydınlatma Parçası Üzerinde Proje Yönetimin Uygulanması*
Yazar: Tolga Özbey, Murat Demirhan, Dr. Gökhan Başman tolgaozbey@kormetal.com, muratdemirhan@kormetal.com, gokhanbasman@kormetal.com  Kormetal San. ve Tic. A.Ş., Arge Merkezi Müd DEVAMI...
Döküm Kumu ve Atık Döküm Kumundan Silika Esaslı Aerojel Toz Eldesi*
Yazar: Ahmet Emre ÇİMEN ve Nil TOPLAN Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği   *Silica Based Aerojel Powder Production&nb DEVAMI...
Alüminyum İşlemede İyileştirmeler
Birden fazla takımdan ziyade tek bir frezeleme takımı ile alüminyum parçalarda işleme uygulaması gelişiyor.    Otomotiv sanayi ağırlık ikilemiyle karşı karşıya kalıyor. DEVAMI...
Metal Sanayi Çevreye Zarar Vermiyor
Yazar: Nicole Kareta   Egzoz düzenlemelerinden ve uçan vergilerden plastik torbaların yasaklanmasına kadar - çevre korumanın yönü siyasete ve topluma geldi. DEVAMI...
Yapısal Alüminyum Parçalar İçin Yüksek Basınçlı Dökümünde Gerekli Olan Kalıp Malzemesinin Temel Özellikleri*
Yazar: S. Sivertsen, R. Oliver, K. Anantha, G. Maistro, Uddeholms AB, Sweden Çeviri: Met. Müh. İmge Akar, Uddeholm Türkiye   *Key properties of die material needed for str DEVAMI...
Farklı Oranlarda Sic Takviyesinin Sıcak Pres ile Üretilen Magnezyum Matrisli Kompozitlerin Sertlik ve Aşınma Özelliklerine Etkisi*
Beyza BİÇER(a,b)  Muzaffer ZEREN(a)  (a) Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü (b) Ferro Dök&uu DEVAMI...
Sert Lehimlemede Standardizasyon Süreci — BQTC, pBPS, BPS ve BPAR İşlemleri*
Dr.–Müh. Onur BALKAN Dr.- Ing. Savaş YAVUZ TEKNOLAB®, Teknoloji Laboratuvar Hiz. Ltd. Şti.   *Standardization Procedure on Brazing — BQTC, pBPS, BPS, and BPAR Pr DEVAMI...
PMT vs CMOS: Metal Analiz Dedektör Teknolojilerinde Paradigma Değişimi
Yazan: Spectro Çeviren: Bes Mühendislik   1. Giriş Metal numunelerin analizi, her zaman kolay değildir. Zorlayıcı örnekler genellikle büyük dökümh DEVAMI...
3-Boyutlu Katmanlı İmalat ve Otomotiv Uygulamaları*
Şüheda ÖZEL, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Muzaffer ZEREN, Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği B&o DEVAMI...
2020 Yılı ve Sonrasında Gerçekleştirilecek Tahliyeler için Binaları Nasıl Hazırlayabiliriz?
Yılmaz Özcan  Eaton Elektrik Türkiye Ülke Müdürü   Herhangi bir binanın tahliyesindeki temel hedef insanları korumaktadır. Bina içinde kişiler DEVAMI...
Pozitif Malzeme Tanımlamada Potansiyel Bir Yenilik —Lazer—Optik Emisyon Spektrometre Teknolojisi*
Dr.–Müh. Onur BALKAN, Metalürji & Malzeme Müh. Dr.- Ing. Savaş YAVUZ TEKNOLAB®, Teknoloji Laboratuvar Hiz. Ltd. Şti.   *A Novel Potential Technique for Po DEVAMI...
Preparation of Silica Aerogel by Ambient Pressure Drying Process using Perlite and Quartz*
Nazan Saraç Çoban, Nil Toplan Sakarya Üniversitesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği *Perlit ve Kuvars Kullanılarak Atmosfer Basıncında Kurutma ile Silika Aerojel Sentezi DEVAMI...
Pozitif Malzeme Tanımlama Spektrometreleri*
Dr.–Müh. Onur BALKAN, Metalürji & Malzeme Müh. Dr.–Ing. Savaş YAVUZ - Metalürji Yük.Müh. TEKNOLAB®, Teknoloji Laboratuvar Hiz. Ltd. Şti. &nbs DEVAMI...
En Çok Okunanlar Son Eklenenler
YAYIN AKIŞI
FACEBOOK
TWITTER
INSTAGRAM