NİKEL ESASLI BİR SÜPER ALAŞIMIN MEKANİK ALAŞIMLAMA YÖNTEMİYLE ÜRETİLMESİ VE MİKROYAPI-OKSİTLENME ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

XIII ÖZET Doktora Tezi NİKEL ESASLI BİR SÜPER ALAŞIMIN MEKANİK ALAŞIMLAMA YÖNTEMİYLE ÜRETİLMESİ VE MİKROYAPI-OKSİTLENME ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI Ertan EVİN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı 2003, Sayfa : 144 Bu çalışmada, mekanik alaşımlama (MA) değirmeni olarak bilinen bir yüksek enerjili atritör tasarlanarak imal edilmiştir. Bu atritörle farklı çaplarda çelik bilyeler (6 mm, 5/16", 10 mm) kullanılarak Ni, Cr, Al, Ti, C ve Y2O3 tozlarının mekanik alaşımlanması gerçekleştirilmiştir. Atritörün performansını belirlemek amacıyla 2, 5, 10, 15, 24 ve 48 saatlik sürelerle mekanik alaşımlama deneyleri yapılmıştır. Mekanik alaşımlanmış tozlar SEM, EDX, Lazer parçacık boyut analizi, mikro sertlik ve optik incelemeler yapılarak karakterize edilmiştir. Yapılan deneyler neticesinde ODS (oksit dağılımıyla mukavemetlendirilmiş) süper alaşımı için homojen yapıda toz elde etmek amacıyla en uygun bilye çapı 5/16" olarak belirlenmiştir. Mekanik alaşımlanmış tozlar daha sonra soğuk presleme ve homojenleştirme ısıl işlemine tabi tutularak blok numuneler elde edilmiştir. Numuneler sıcak olarak %25, %50 ve %75 oranlarında deforme edildikten sonra 1275, 1300, 1325 °C sıcaklıklarda ikinci yeniden kristalleştirme işlemine tabi tutulmuşlardır. Bu işlemler sırasında numuneler üzerinde SEM, EDX analizi ve mikro sertlik ölçümleri yapılmıştır. Oksitlenme kinetiğini belirlemek amacıyla numuneler 900 °C ve 1000 °C sıcaklıklarda akış halindeki safXIV oksijen ortamında 5, 10, 50, 100 saatlik sürelerle oksitlenmişlerdir. Oksitlenme tavrı ağırlık değişim metodu kullanılarak, oksit özelliği ise optik mikroskop, SEM, EDX ve XRD analizleriyle tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Mekanik alaşımlama, Yüksek Enerjili Atritör, Nikel Esaslı ODS Süper alaşımı, Oksitlenme Kinetiği.

XV ABSTRACT Ph.D Thesis PRODUCTION OF A NICKEL BASED SUPERALLOY BY MECHANICAL ALLOYING TECHNIQUE AND INVESTIGATION OF ITS MICROSTRUCTURE-OXIDATION BEHAVIOUR Ertan EVIN Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Engineering 2003, Page: 144 In this study, a high energy attritor, called mechanically alloying (MA) device was designed and produced. Mechanical alloying experiments were conducted in this attritor by using different diameters steel balls (6 mm, 5/16" and 10 mm) with Ni, Cr, Al, Ti, C, Y2O3 powders. In order to determine the alloying performance, MA experiments were carried out for 2, 5, 10, 15, 24 and 48 hours. Mechanically alloyed powders were characterized by SEM, EDX, laser particle size analyses, micro-hardness test and optical investigations. Experimental results indicated that the most suitable ball diameter for the production of homogeneous micro structured powders for ODS (oxide dispersion strengthened) superalloys was 5/16". Mechanically alloyed powders were then cold pressed and homogenisation heat treatment was applied to obtain block samples. Samples were then hot deformed by %25, 50, 75 and secondary recrystallisation was applied at 1275, 1300 and 1325 °C. SEM, EDX analyses and micro-hardness measurements were performed for each step of these treatments. In order to determine the oxidation kinetics, samples were exposed at 900 °C and 1000 °C in a flowing pure oxygen environment for 5, 10, 50, and 100 hours. OxidationXVI behaviour was determined based on weight change technique and oxide was characterised by optical microscopy together with SEM, EDX and XRD analyses. Key words: Mechanical alloying, High Energy Attritor, Ni Based ODS Superalloys, Oxidation Kinetics. xc yükseköğretim kumhjb IXHfiPMANTASYON MSR&I» ?