Havacılık uygulamalarına yönelik yenilikçi yüksek entropili süperalaşımların tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu

Yüksek Entropili Alaşımlar (YEA), geleneksel alaşımlardan farklı olarak en az 5 elementin eşmolar oranda biraraya getirilmesi ile elde edilen, mühendislik tasarımları için faydalı özellikler sergileme potansiyeline sahip çok bileşenli alaşım sistemleridir. Yüksek sıcaklık mukavemeti sergileyen refrakter YEA'lar (RYEA) ise, düşük emisyonlu ve verimli havacılık motorlarının üretimi için süperalaşımlara alternatif bir malzeme olarak kullanım potansiyeli taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, detaylı bir literatür araştırması yapılmış ve bugüne kadar çalışılan RYEA'ların üretim koşulları, ikincil işlem parametreleri ve mekanik-metalurjik test sonuçlarını içeren bir veritabanı oluşturulmuştur. Veritabanında yapılan analizler sonucunda Mo, Nb, Ti, W, V ve Zr elementleri ile alaşım tasarımı yapılmasına karar verilmiştir. Termodinamik ve empirik hesaplamalar sonucunda NbTiWVZr ve MoNbTiWV eşmolar RYEA'lar ile Nb22.5Ti22.5W10V22.5Zr22.5 kompleks konsantre alaşımı (KKA) deneysel olarak üretilmiş ve ikincil işlemlerin etkisi de araştırılmıştır. XRD analizlerinde üretilen numunelerin döküm halde hacim merkezli kübik, ısıl işlem sonrası ise bazı kompleks fazlar içerdiği anlaşılmıştır. Alaşımların dentritik bir mikroyapıya sahip olduğu görülmüş, ısıl işlem sonrası dentritler arası bölgelerde Zr segregasyonu saptanmıştır. NbTiWVZr ve Nb22.5Ti22.5W10V22.5Zr22.5 alaşımlarında 600°C sıcaklıklara kadar nikel süperalaşımlara göre daha iyi akma dayanımı (1000-1100 MPa) ölçülmüştür. Alaşımların 800°C sıcaklıkta ise oksitlenme hızının arttığı ve mukavemetlerinin CM247C ve CMSX-4'e göre daha düşük olduğu tespit edilmiştir.