Saf titanyum ve Ti6AI4V alaşımının yüksek sıcaklıkta oksidasyon davranışı

Abstract

SAF TİTANYUM VE Tİ6AI4V ALAŞIMININ YÜKSEK SICAKLIKTA OKSİDASYON DAVRANIŞI ÖZET Titanyum ve titanyum alaşımları düşük yoğunluk, yüksek mukavamet, yüksek korozyon direnci gibi özellikleri nedeniyle birçok endüstriyel uygulamada ve tüketim mallarının üretiminde kullanılmaktadır. Havacılık ve askeri uygulamalarla başlayan titanyum kullanımı zamanla diğer alanlara da kaymıştır. Kimyevi madde ve petrol üretiminde, denizel ortam yapılarının inşasında, biyomedikal aygıtlarda, otomotiv endüstrisinde ve spordan elektroniğe kadar birçok tüketim malında titanyum kullanımı, sunduğu önemli özellikleri nedeniyle vazgeçilmez olmuştur. Mekanik ve korozyon özelliklerinin iyi olmasına karşın titanyum sürtünme ve aşınma özellikleri nedeniyle hareketli temasın sağlandığı uygulamalarda yetersiz kalmaktadır. Korozyon direncini sağlayan yüzeydeki oksit tabakası aşınmanın etkisiyle kararlılığını yitirir. Aşınmanın ve korozyonun ortak etkisi sonucu titanyum yüzeyinde şiddetli hasar meydana gelir. Bu durum titanyumun yüzey özelliklerinin değiştirilmesi ve geliştirilmesini gerektirir. Bu tez çalışmasında termal oksidasyonun CP-Ti ve Tİ6A14V alaşımının yüzey özelliklerine ve korozyon direncine etkisi incelenmiştir. Termal oksidayon işlemleri vakum ortamında farklı sıcaklık ve sürelerde yapılmıştır. Termal oksidasyon sonucunda oksitlenen numuler ve işlemsiz orijinal numunelerin karakterizasyonu optik mikroskop incelemeleri, yüzey pürüzlülüğü ve sertlik ölçümleri, X ışınları difraksiyon analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Karakterizasyon çalışmalarının sonuçlarına göre belirlenen termal oksidasyon koşullarında hazırlanan numuneler üzerinde Rocwell C indentasyon testi, çizik testi ve korozyon testi yapılmıştır. xi

OXIDATION BEHAVIOUR OF CP Ti AND Tİ6A14V ALLOY IN HIGH TEMPERATURE SUMMARY Titanium and titanium alloys are widely used in industrial applications and production of consumables due to their low density, high strength and good corrosion resistance. Titanium was first used in aviation and military applications and then spread through other industrial fields. Titanium is essentially used in chemical and oil industry, construction of ocean structures, manufacture of biomedical devices, automotive industry and consumable goods ranging from sports to electronics, with respect to its properties. Although titanium exhibits excellent mechanical and corrosion properties, insufficient friction and wear performance restricts its use in some applications where moving contact of the bodies is present. As a consequence of wear action, the thin oxide layer that prevents the corrosion loses its stability. Moreover, titanium surfaces are severely damaged due to combined action of wear and corrosion. This situation necessitates the utilisation of surface modification techniques for titanium. In this study, the effect of thermal oxidation on surface properties and corrosion resistance of CP-Ti and Tİ6A14V alloy was investigated. Thermal oxidation was carried out at different temperatures for various times in vacuum atmosphere. Oxidised and untreated specimens were characterised by means of optical microscopic examinations, roughness and hardness measurements, X-ray diffraction analysis. Rockwell C indentation tests, scratch tests and corrosion tests were conducted on the specimens oxidised in the conditions that were determined according to the results of characterisation work. xn