Hastelloy C-276 alaşımı üzerinde Ni-Al esaslı intermetalik kaplama üretimi ve karakterizasyonu

Hastelloy C-276, nikel temelli bir süper alaşım olup ana alaşım elementleri Cr, Mo, Fe ve W içermektedir. Bu tür alaşımlar, özellikle havacılık, uzay ve nükleer reaktör gibi yüksek sıcaklık mukavemeti gerektiren alanlarda bilimsel ve endüstriyel açıdan önem taşımaktadır. Son yıllarda, bu tür alaşımların yüzey özelliklerini iyileştirmek amacıyla, alüminyumca zengin bir kaplama oluşturularak yüksek sıcaklıklarda kararlı alümina (Al2O3) elde etme yöntemi sıkça kullanılmaktadır. Bu çalışmada, Hastelloy alaşımının yüzey özelliklerini geliştirmek amacıyla, düşük sıcaklık kutu alüminyumlama prosesi kullanılarak aluminit kaplanmıştır. 600°C, 650°C ve 700°C sıcaklıklarında 2, 4 ve 6 saat sürelerinde gerçekleştirilen alüminyumlama işlemi, en kısa işlem süresinde bile intermetalik kaplama birikimini sağlamıştır. Ni-Al esaslı kaplama tabakası, artan sıcaklığa bağlı olarak 11 µm'den 42 µm'ye yükselmiştir. Elde edilen kaplama sayesinde sertlik değerleri, başlangıçta 250 HV seviyesindeyken 850 HV'ye ulaşmıştır. Kaplama işlemi tamamlandıktan sonra, kaplama tabakalarının kalınlıkları dikkate alınarak alüminyumlama işleminin oluşum kinetiği üzerine hesaplamalar yapılmıştır. Bu analizde, özellikle sıcaklık ve süre parametreleri önemli rol oynamaktadır. Yapılan analizler sonucunda, kaplama tabakasının kinetik enerjisinin 50,911 kJ/mol olduğu belirlenmiştir. Bu değer, alüminyumlama işleminin termaldinamiklerini ve reaksiyon hızını anlamada kritik bir gösterge olarak kabul edilmektedir. Ayrıca, termogravimetrik (TG) termalanaliz yöntemleri kullanılarak, kaplamanın oksidasyon direnci ve termaldayanıklılık özellikleri belirlenmiştir. Bu analizler, kaplamanın oksidasyon sırasında ağırlık değişimlerini inceleyerek malzemenin termalstabilitesi ve oksidasyon direnci hakkında değerli bilgiler sağlamaktadır. Kaplamanın büyüme kinetiği, alüminit tabakasının derinliği ile zaman ve işlem sıcaklığı arasındaki ilişki üzerine yapılan analizler, kaplamanın performansının optimize edilmesi ve endüstriyel uygulamalarda daha etkin kullanılması açısından önem taşımaktadır.