CoCrMo esaslı dişçilik alaşımlarının tribokorozyon davranışının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, hassas döküm ve seçici lazer ergitme (SLM) teknikleri ile üretilen CoCrMo alaşımlarının mikroyapıları, elektrokimyasal ve tribokorozyon davranışları araştırılmıştır. Döküm alaşımı kobaltça zengin dendritik bir matrikse sahip olup sınırlarda kromca zengin kaba karbürler de içermektedir. Seçici lazer ergitme ile üretilmiş olan ise oldukça ince bir katılaşma yapısına sahiptir. Daha sonrasında, elektrokimyasal ve daldırma testleri üç farklı çözelti kullanılarak gerçekleştirilmiş olup bu çözeltiler; (i) yapay tükürük çözeltisi, (ii) NaF ve (iii) H3PO4 katkısı ile modifiye edilmiş tükürük çözeltilerdir. Elektrokimyasal testler, SLM ile üretilmiş alaşımın asidik karakteristiğe sahip çözeltilerde döküm ile üretilmiş olana kıyasla daha yüksek korozyon akım değerlerine sahip olmasından dolayı korozyona uğradığını göstermiştir. Ancak, NaF ile modifiye edilmiş çözelti içerisinde, döküm alaşımı daha yüksek korozyon akım değerine sahiptir ve SLM ile üretilmiş olan alaşım ise korozyona uğramada daha düşük bir eğilim göstermektedir. Elde edilen veriler, SLM ile üretilmiş alaşımın oldukça yüksek korozyon direncine sahip olduğunu göstermiştir. Kuru sürtünme koşullarında, çalışılan alaşımlardan ve alümina bilyadan tribolojik bir çift kullanılmıştır ve testler SLM ile üretilmiş alaşımın döküm alaşımına kıyasla daha düşük sürtünme katsayısına ve aşınma hızına sahip olduğunu göstermiştir. Tribokorozyon testlerine göre, SLM ile üretilmiş alaşım hem sürtünme kuvvetlerinden hem de korozyondan oluşan sinerjiye karşı dayanım göstermemiş ve çatlak oluşumuna neden olan havuz sınırları aşınma ve korozyon dirençlerinin azalmasına katkı vermiştir.

In this study, microstructures, electrochemical and tribocorrosion behaviors of CoCrMo alloys produced by investment casting and selective laser melting (SLM) techniques were investigated. Cast alloy had a cobalt rich dendritic matrix and coarse chromium rich carbides at the boundaries. Selective laser melted one had very fine solidified structure. Both electrochemical tests and immersion tests were performed by using three different solutions; (i) artificial saliva solution and the modified saliva solutions with addition of NaF (ii) and H3PO4 (iii). The electrochemical tests showed that the alloy produced by SLM suffers from corrosion in acidic solutions, since their corrosion current values were higher than those of cast alloy. However, in NaF modified solution, cast alloy had a higher corrosion current value and SLM alloy had a lower tendency to be corroded. The obtained rates showed that SLM alloy had superior corrosion resistance. In dry friction conditions, a tribological pair consisting of the studied alloys and alumina ball was used and the tests showed that SLM alloy had a lower friction coefficient and also wear rate compared to cast alloy. According to tribocorrosion tests, SLM alloy suffered from the synergy of both frictional forces and corrosion and the pool boundaries revealing the cracks were responsible to decrease both wear and corrosion resistances.