FeCr matrisli Ta ilaveli kompozit kaplamanın mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması

Hem metal ve alaşımların yüzey sertliğini hem de yorulma mukavemetini, aşınma direncini ve korozyon direncini artırmak için birçok teknik kullanılmaktadır. Fiziksel buhar biriktirme, kimyasal buhar biriktirme, lazer ışını kaplama ve tungsten inert gaz (TIG) yüzey kaplama gibi prosedürler, bu metotlara örnek olarak gösterilebilir. Tungsten inert gaz (TIG) yüzey kaplama yöntemi, bu teknikler arasında önemli bir araştırma alanı olmuştur. TIG yöntemi, diğer gelişmiş tekniklere kıyasla daha ekonomik olması, düşük yatırım maliyeti, düşük bakım maliyeti ve kullanımının kolaylığı gibi özelliklere sahip olduğundan dolayı tercih edilmektedir. Tantal (Ta), yüksek ergime noktası, üstün korozyon direnci ve yüksek mukavemet özellikleri ile karakterize edilerek birçok endüstriyel uygulamada kullanılan bir kimyasal elementtir. Tantal kaplamaları, AISI 304 çeliğin yüzey özelliklerini artırabilir. Ancak, Ta elementinin doğrudan çelik yüzeyine kaplanması genellikle mümkün olmadığı için, genellikle Fe-Cr gibi matrislere katılarak alaşım oluşturulmaktadır. Bu bağlamda, AISI 304 çelik üzerine Fe-Cr-Ta alaşımı TIG yöntemiyle uygulanır. Demir-krom (Fe-Cr) içeren alaşımlar, düşük maliyetle birlikte yüksek mukavemet ve mükemmel korozyon direnci özelliklerine sahiptir. Bu çalışmada, AISI 304 çelik yüzeyi, farklı oranlarda (%0, 5, 10, 15, 20) tantal (Ta) tozları ilave edilerek Fe-Cr matrisi içinde TIG yöntemi kullanılarak kaplanmıştır. Üretim parametreleri belirlenirken, altlık malzemenin ergime sıcaklığı yerine, temel olarak Fe-Cr matrisinin ergime sıcaklığı esas alındı. Kaplama işlemi sonrasında mikroyapı ve faz analizi için optik mikroskop, SEM (Scanning Electron Microscope), EDX (energy dispersion spectroscopy) ve XRD (X-ray diffraction) cihazları kullanılmıştır. Mikrosertlik ölçümü ve Charpy çentik darbe deneyi gerçekleştirilerek takviye oranına bağlı mekanik özellikler değerlendirildi. Analiz sonuçlarına göre, mikroyapıda dendritik yapıların varlığı tespit edildi. Sertlik ve darbe deneylerinde elde edilen sonuçlar, takviye miktarına bağlı olarak farklılık gösterdi. Anahtar Kelimeler: Nadir element, TIG yöntemi, Kompozit malzeme