Tungsten ilavesinin Fe-Al-Cr esaslı demir alüminidlerin aşınma davranışına etkisinin belirlenmesi

Mükemmel korozyon ve oksitlenme direnci, düşük maliyeti, nispeten yüksek mukavemeti ve aşınma direnci nedeniyle Demir (Fe)–Alüminyum (Al) esaslı malzemeler deniz suyu, yüksek sıcaklık, yüksek tuz ve vakum vb. zorlu ortamlarda kullanım için çalışılmakta olan malzeme grubundandır. Bu alaşımlardan Fe3Al metallerarası bileşikleri, yüksek mukavemet/yoğunluk oranı, düşük hammadde maliyeti, yüksek aşınma direnci ve yüksek sıcaklıklarda oksitleme, kükürtleme ve karbonlaştırma ortamlarında mükemmel korozyon direnci nedeniyle yapısal malzemeler olarak çeliklerin yerine potansiyel uygulamalar için büyük ilgi görmektedirler. Ancak Fe3Al malzemesinin sulu ortamdaki tribolojik özellikleri hakkında çok az çalışma bulunmaktadır. Proje yürütücüsünün krom (Cr)–itriyum (Y) içeren Fe–28Al (Fe3Al) alaşımların tungsten (W) ilavesine bağlı olarak yüksek sıcaklık özelliklerinin belirlendiği çalışmasında korozyon ve mukavemet değerlerinde önemli iyileşme sağlanmıştır. Bu çalışmada, atomca % olarak (at.%) 0,5; 1,0; 1,5 oranlarında W ilavesinin Fe–at%.28Al–5Cr ve Fe–at.%28Al–5Cr–0,1Y alaşımlarının kuru ve sulu ortamda (deniz suyu) aşınma davranışlarına etkisi incelenmiştir. Vakum ark ergitme ile üretilecek alaşımların malzeme karakterizasyonu ve aşınma mekanizmasının belirlenmesi için optik metalografi, XRD ve SEM/EDS incelemelerinden faydalanılmıştır. Kuru ortamda aşınma için 0,1 Y ilaveli dörtlü alaşımlarda en düşük W içeriğine sahip Fe28Al alaşımında en yüksek aşınma direnci elde edilebilmiştir. Bu alaşımda Y elementinin yani oksit direnci sağlayan nadir toprak elementinin etkisi görülmüştür. Deniz suyu ortamında Fe28Al alaşımı hem mekanik aşınma hem de kimyasal korozyona maruz kalmaktadır. Fe28Al ve Fe28Al5Cr–W alaşımlarının yüzeyindeki pürüzlülük ve oyuklar, sürtünme ve aşındırma gibi mekanik kuvvetlerin etkisiyle abrazif aşınmanın meydana geldiğini ve deniz suyundaki tuz ile kum parçacıklarının bu aşınmayı tetiklediğini göstermektedir.