Bor katkılı yüksek entropi alaşımlarının ark ergitme ile üretimi, karakterizasyonu ve kaynaklanabilirliği

Yüksek entropili alaşım (YEA), birbirine eş ya da eşe yakın oranda, beş ya da daha fazla esas elementten oluşan ve birçok farklı süreçle üretilebilen yeni nesil bir malzeme grubudur ve üçlü bir faz diyagramında YEA'ların kompozisyon çizgileri, geleneksel alaşımların tersine diyagramın tam merkezinde yer alır. Bu durum alaşımın termodinamik yapısını, mikroyapıyı, oluşacak fazların türünü, fiziksel ve mekanik özelliklerini tamamen değiştirir. Bu tez çalışmasında, YEA'ların sentez-yapı-özellik-performans ilişkilerinin aydınlatılması amacıyla, geleneksel/mikrodalga sinterleme ve vakum ark ergitme (AE) teknikleri kullanılarak, eşmolar FeNiCoCrCuBx (x=1,2,3,4 ve 5) YEA'lar üretilmiş, % atomik bor katkı oranı ile sinterleme yönteminin, mikroyapı ve mekanik özelliklerde meydana getirdiği değişiklikler incelenmiştir. Son aşamada tungsten inert gaz yöntemiyle kaynaklanabilirlikleri tayin edilmiştir. Analizler sonucunda, tüm YEA'ların dendritik mikroyapılarında üç farklı yüzey merkezli kübik (YMK) katı çözelti fazı içerdiği belirlenmiştir. Geleneksel sinterlenen YEA'larda dendritler arası bölgedeki küresel ve Cu-zengin YMK fazların boyutlarının, bor katkı oranı ile arttığı ve topaklaştığı ancak mikrodalga sinterlenenlerde bu durumun gerçekleşmeyerek daha düzenli ve homojen bir mikroyapı oluştuğu gözlemlenmiştir. Bor katkı oranının artmasıyla birlikte üç nokta eğme dayanımı ve uzamasının mikrodalga sinterlenen YEA'larda arttığı; geleneksel sinterlenen YEA'larda ise % 3 bor oranından sonra azaldığı belirlenmiştir. En yüksek dayanım (3150 MPa) ve uzama (0,19 mm/mm) değerleri, mikrodalga sinterlenen % 5 bor katkılı YEA'da elde edilmiştir. AE öncesinde mikrodalga yöntemiyle sinterlemenin, YEA'ların katılaşma süreçlerinde olumlu etkiler yaratarak daha kararlı fazların oluşmasını sağladığı sonucuna varılmıştır. Son olarak kaynaklı birleştirmeleri yapılan YEA'ların mikroyapılarında kırılgan bir faz oluşmadığı ancak % bor katkı oranı ile artan sertlik sonucu dayanımın azaldığı gözlemlenmiştir. YEA'ların kaynaklanabilirliklerinin iyi olduğu ve uygun ısıl işlemler ile birlikte mekanik özelliklerin geliştirilebileceği sonucuna varılmıştır.