Al0,25CoCr1,5FeMoxNi (x = 0, 0,5, 1,0) alaşımlarında yapı-performans ilişkisi: Mo ve borlama işleminin etkileri

Bu çalışmada, Al0,25CoCr1,5FeMoxNi (x = 0, 0,5, 1,0) bileşimlerinde yüksek entropili alaşımlar (YEA) üretilmiş ve bu alaşımlar üzerinde kutu borlama işlemi üç farklı sıcaklıkta (875 °C, 950 °C, 1025 °C) uygulanarak mikroyapı, mekanik özellikler, aşınma ve korozyon davranışları çok yönlü olarak incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı, Mo ilavesi ile artan alaşım karmaşıklığının ve farklı borlama sıcaklıklarının borür tabakası oluşumu ile ilişkili olarak yüzey özelliklerine etkisini belirlemektir. Üretilen alaşımların mikroyapısal karakterizasyonu SEM/EDS, EBSD ve XRD teknikleri ile gerçekleştirilmiştir. Mo içermeyen Al0,25CoCr1,5FeNi alaşımı tek fazlı YMK yapı sergilerken, Mo ilavesiyle birlikte Al0,25CoCr1,5FeMo0,5Ni ve Al0,25CoCr1,5FeMoNi alaşımlarında σ fazı oluşumu ve faz ayrışması gözlenmiştir. Borlama işlemi sonrasında tüm numunelerde yüzeye paralel çok katmanlı borür tabakaları oluşmuş; tabaka kalınlığı ve faz dağılımı sıcaklığa ve alaşım bileşimine bağlı olarak değişkenlik göstermiştir. XRD analizleriyle FeB, Fe₂B, CrB ve bazı Mo-bazlı borür fazlarının oluşumu tespit edilmiştir. Mekanik değerlendirmeler kapsamında yapılan mikrosertlik ve nanoindentasyon analizlerinde, hem Mo katkısının hem de borlama sıcaklığının artmasıyla yüzey sertliğinin belirgin şekilde yükseldiği görülmüştür. Tribolojik test sonuçlarına göre, borlanmamış numunelerde adhezyon, delaminasyon ve oksidatif aşınma mekanizmaları gözlenirken; borlanmış numunelerde abrasiv aşınma mekanizması baskın hale gelmiş ve aşınma direnci önemli ölçüde artmıştır. Elektrokimyasal korozyon testlerinde (OCP–Tafel), Mo ilavesinin ve özellikle yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilen borlama işleminin, korozyon potansiyelini daha pozitif değerlere kaydırarak ve korozyon akım yoğunluğunu azaltarak alaşımların korozyon direncini iyileştirdiği ortaya konmuştur. Korozyon sonrası SEM/EDS analizleri, borlanmış yüzeylerin daha stabil ve iyon tutulumuna karşı dirençli bir yapı sergilediğini desteklemektedir. Sonuç olarak, hem Mo katkısı hem de uygun borlama sıcaklığı ile yüzey mühendisliğinde yüksek entropili alaşımların performansı optimize edilebilmekte ve bu alaşımlar ileri aşınma ve korozyon koşullarında kullanılabilir potansiyel yüzey malzemeleri olarak değerlendirilebilmektedir.