316L PASLANMAZ ÇELİK ÜZERİNE İNDÜKSİYON KAYNAK YÖNTEMİYLE GÖZENEKLİ NİTİ'NİN KAPLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Son yıllarda, biyomalzeme bilimi, insan kemiği ile uyumlu olan malzemelerde büyük ilerlemeler kat etmiştir. Biyomedikal uygulamalarda; şekil hafıza özelliği ve biyouyumluluğa sahip NiTi alaşımı üzerine çok sayıda çalışma mevcuttur. Birçok araştırmacı, insan kemiği ile benzer yapıya sahip olduğundan dolayı ilgilerini gözenekli NiTi (Nikel/Titanyum) alaşımı üzerine yoğunlaştırmışlardır. Gözenekli ve gözeneksiz NiTi alaşımları kıyaslandığında, gözenekli NiTi alaşımı; alaşımın gözenekli yapısından dolayı kemik dokusunun bu yapı içerisinde ilerleyebilmesi ve bu sayede de kaymayan bir yapı oluşumuna izin vermesi gibi üstünlüklere sahiptir. Fakat yapısındaki gözenek miktarının net kriterlerle ayarlanabilme güçlüğü ve bu nedenle de mekanik özelliklerde sapmaların meydana gelmesi, aynı zamanda maliyetinin 316L alaşımları gibi diğer biyouyumlu malzemelere kıyasla yüksek olması gelecekte kullanım alanını oldukça sınırlandırmıştır. Bu çalışmada, biyouyumlu 316L paslanmaz çelik üst tabakanın yüzeyi SHS (kendi ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi) yöntemi kullanılarak gözenekli NiTi alaşımıyla kaplanacak. Oluşturulmuş olan gözenekli kaplamada soğuk presleme basıncının gözenekliliğe etkisi ve gözenekli NiTi ile 316L arasında oluşacak ara tabakaya etkisi incelendi. İşlem olarak toz metalurjisi yöntemiyle 316L paslanmaz çelik üzerine 2-3 mm kalınlığında NiTi toz karışımı 50, 100, 150 ve 200 MPa basınçlarda soğuk olarak preslendi. Preslenen numuneler argon gazı atmosfer koruması altında indüksiyon kaynak yöntemiyle 1200 0C sıcaklığında 316L paslanmaz çelik alaşımının üzerine kaplandı ve gözenekli NiTi ile kaplanılan numunelerin mikrosertlik, optik mikroskop, Scanning Electron Microscopy (SEM) ve Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) incelemelerine tabi tutuldu. Anahtar Kelimeler: Nikel Titanyum, Kendi kendine ilerleyen yüksek sıcaklık sentezlemesi (SHS), Toz Metalurjisi, 316L paslanmaz Çelik

In recent years, in biomaterials science, There have been advances in materials that are compatible with human bone. The NiTi alloy has been extensively studied because of its shape memory effect and potential uses for biomedical applications. Recently, many researchers have focused their interests on porous NiTi alloy that has similar structure with human bone. As compared with and without porous NiTi alloy, the properties of porous NiTi alloy can be easily adjusted to match those of replaced bones by obtaining different porosity and pore-size through controlling the synthesis conditions. However its use is limited due to the relatively higher cost compared with the other bioadaptive materials such as 316L alloys, the difficulty in tailoring pore size and distribution thus mechanical properties. In this study, the surface for biocompatible 316L stainless steel with the SHS method will be covered with the porous NiTi alloys. How porous coating will be formed with pre-annealing temperature and interface that occur between porous NiTi alloy and 316L alloy will be examined. In the process, NiTi powder mixture will be compacted to 2-3 mm thickness on the surface of 316L stainless steel by powder metallurgy method. The samples prepared will be subjected to the pre-annealing temperature for 600 o C in an induction melting furnace under protected atmosphere, and ignited by a rapid increase of temperature in the same furnace. The interface between porous NiTi and 316L stainless steel alloy will be examined with Optical, Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) Key Words: Nickel-Titanium, SHS, Powder Metallurgy, 316L Stainless Steel