Kutu sementasyon yöntemiyle alüminyum kaplanmış Ti6Al4V alaşımının oksidasyon davranışının incelenmesi

Titanyum bazlı alaşımlar üstün mekanik özellikleri hafif olmaları ve yüksek korozyon direncine sahip olmalarından dolayı havacılık, tıp ve savunma sanayii gibi alanlarda sıkça kullanılan bir malzemedir.Titanyum alaşımlarından olan Ti6Al4V alaşımı, bir α+β alaşımıdır. Ti6Al4V alaşımı iyi mekanik özellikler sergilemesine rağmen 400°C sıcaklıktan sonra mukavemetinde azalma meydana gelmektedir. Bu yüzden havacılık gibi malzeme ömrünün çok önemli olduğu alanlarda kullanım ömrünü uzatmak amacıyla bazı yüzey işlemleri yapılması gerekmektedir.Bu çalışmada Ti6Al4V titanyum alaşımına kutu sementasyon yöntemiyle Alüminyumlama yapılarak, kaplama tabakasının oksidasyon davranışı incelenmiştir. Kaplama işlemi 600 ve 800°C'de 4, 6 saat, 700°C'de 4, 6 ve 8 saatte gerçekleştirilmiştir. Kaplama sonrası yapılan sertlik ölçümlerinde, Ti6Al4V alaşımının 320 HV olan sertliğinin 600 HV değerine arttığı görülmüştür. Yüzeyde homojen ve sürekli alüminyumca zengin kaplama tabakasına, 700°C sıcaklık 6 saat tutma süresinde ulaşılmıştır.Alüminyumlama yapılmış ve işlem görmemiş numunelere farklı sıcaklık ve sürelerde oksidasyon testlerine tabii tutulmuştur. Bu testler 800, 850 ve 900°C sıcaklıkta 4, 20 ve 40 saat gerçekleştirilmiştir. Oksidasyon testleri öncesi ve sonrası ağırlık tartımları yapılıp, ağırlık kazançları karşılaştırılmıştır. En fazla ağırlık artışının işlem görmemiş numunede olduğu belirlenmiştir.Al kaplanmış numunelerde oksidasyon sonrasında yüzeyinde Al2O3 oksit tabakası görülürken, işlem görmemiş numune üzerinde ise TiO2 oksit tabakası oluşmuştur. Oksidasyon testinde 900°C'de sürenin artmasıyla beraber 4 ve 6 saat kaplanan her iki numunede de oluşan kaplama tabakasının döküldüğü görülmüştür. Oksidasyon yapılan numunelere gerçekleştiren karakterizasyon işlemleri sonucunda 6 saat alüminyumlanmış numunenin 4 saate göre oksidasyon direncinin daha fazla olduğu görülmüştür. Oksidasyon sonrası hesaplanan aktivasyon enerjileri işlem görmemiş numunenin 181,13 kJ/mol, 700°C 4 saat alüminyum kaplanmış numunenin 464,79 kJ/mol ve 700°C 6 saat alüminyum kaplanmış numunenin ise 530,93 kJ/mol şeklinde hesaplanmıştır.