Titanyumun yüksek sıcaklıklarda iyonitrürasyonda sertleştirilip yüzey özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmanın amacı, Ti6Al4V titanyum alaşımının plazma nitrürleme yöntemi kullanılarak sertleştirilmesidir.Titanyum ve titanyum alaşımları, iyi korozyon direnci ve biyouyuşabilirliği gibi mükemmel özelliklerinden dolayı çoğu endüstri için çok çekici malzemelerdir. Ama Titanyum ve titanyum alaşımlarının, zayıf yüzey sertliği ve aşınma direncinden dolayı makine mühendisliğindeki kullanımları düşüktür. Bu problemlerin termokimyasal işlemler gibi bazı yüzey mühendisliği teknolojileri kullanarak üstesinden gelinebilmektedir. Plazma nitrürleme ile titanyum alaşımlarının yüzeyinde yüksek sertliğe sahip tabakalar oluşturularak onlara geniş bir uygulama alanı sağlanmaktadır. Tezin araştırma aşamasında, Ti6Al4V titanyum alaşımının yüzey modifikasyonunu içeren plazma nitrürleme işlemi incelenmiştir. Yapılan araştırma sonucunda elde edilen bilgiler doğrultusunda, plazma nitrürleme işlemi, sabit gaz karışımında, farklı işlem süreleri için değişik sıcaklıklarda gerçekleştirilmiştir.Çalışmada, iyonitrürasyon işlemi sonucunda Ti6Al4V alaşımı numunelerinin yüzeyinde gelişen tabakaların mikroyapıları, kalınlıkları, mikrosertlikleri, X-Ray difraksiyon analizi ve aşınma davranışları incelenmiştir. Optik incelemeler sonucunda Ti6Al4V alaşımı üzerinde bileşik ve difüzyon tabası olarak adlandırılan iki tabaka saptanmıştır. Bileşik tabaka titanyum nitrürlerini içerir ve XRD sonuçları bu oluşumları desteklemektedir. XRD analiz sonuçları, sıcaklığın yükselmesiyle bu fazların büyüdüğünü göstermektedir. Bu çalışmada yapılan mikrosertlik ölçümlerinin sonuçlarına göre artan işlem süresi ve sıcaklığı ile birlikte sertlik değeri artmaktadır. Difüzyon tabakası kalınlığı, artan işlem süresi ve sıcaklığı ile birlikte artmaktadır. Pim disk sisteminde yapılan aşınma testi sonucunda, plazma nitrürleme sıcaklık ve süresinin artmasının aşınma direncini artırdığı saptanmıştır. Aşınma miktarının artan bileşik tabaka kalınlığı ile azaldığı tespit edilmiştir.