Mangan cürufu içeriğine sahip kaplamaların oksidasyon ve sıcak korozyon davranışlarının incelenmesi

Metal üretiminde atık ürün olarak ortaya çıkan cüruf, işlenmiş metal cevherinin eritilmesi sırasında yüzeyde oluşan ve çoğunlukla oksitlerden oluşan tortu veya artık malzemedir. Bu cüruf, metal üretiminde bir yan ürün olarak değerlendirilir ve genellikle geri dönüşüm işlemlerinde kullanılır. Genel olarak, cürufun geri dönüşümü hem çevresel hem de ekonomik açıdan önemlidir. Atık cürufların geri kazanılması, hammadde tüketimini azaltır, enerji tasarrufu sağlar ve çevresel etkiyi azaltır. Bu nedenle, metal endüstrisinde cürufun etkin bir şekilde yönetilmesi ve geri dönüşümü büyük önem taşır. Cürufun; mekanik özellikleri, içerdiği değerli elementler ve endüstride ciddi miktarda açığa çıkması sebebiyle çevre kirliliği göz önüne alındığında, yüksek sıcaklık uygulama alanlarında kullanımı için alternatif adaydır. Ayrıca cüruf malzeme yüksek sıcaklık dayanımı, ısı yalıtımı, hafiflik, dayanıklılık ve mukavemet gibi avantajlar sağlar. Bu özellikler sayesinde havacılık ve uzay sanayisi başta olmak üzere birçok sanayi sektöründe verimlilik ve performansı arttırmak için kullanılan termal bariyer kaplamaların üretiminde de üst kaplama malzemesi olarak cüruf malzemeler son yıllarda kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada, 25,4 mm çapında 5 mm kalınlığa sahip Nikel esaslı Inconel 718 süper alaşım malzemeler üzerine yüksek hızlı oksi yakıt (HVOF) tekniği kullanılarak CoNiCrAlY içeriğine sahip metalik esaslı bağ kaplamalar üretilmiştir. Metalik esaslı CoNiCrAlY bağ kaplamaların üzerine ise mangan üretimi esnasında ortaya çıkan oksit içeriğine sahip mangan cürufu atmosferik plazma sprey (APS) kaplama yöntemi kullanılarak termal bariyer kaplamalar (TBC) sistemi elde edilmiştir. Üretilen TBC sistemleri 600° C'de 5, 25, 50 ve 100 saat süresince izotermal oksidasyon testlerine tabi tutulmuştur. TBC sisteminin sıcak korozyon testleri ise 600° C'de 1, 3, 5 ve 10 saatlik süreçlerde gerçekleştirilmiştir. TBC sistemlerinin oksidasyon ve sıcak korozyon testleri öncesi ve sonrasında hasar mekanizmalarının oluşumunu, yapısal ve mikroyapısal değişim süreçlerini belirleyebilmek amacıyla X-ışını difraktometresi (XRD) analizleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri, enerji dağılımlı spektrometre elemental haritalama (EDS) analizleri, porozite ve sertlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Geleneksel TBC sistemlerinde kullanılan metalik ve seramik kaplama malzemelerine göre üst seramik kaplama yapısında Mangan cürufunun kullanılarak atık bir ürün olan malzemenin termal sprey kaplama gibi bir yüzey mühendisliği yönteminde kullanılabilirliği sağlanmıştır. Başarılı bir şekilde Mangan cürufu kullanılarak üretilen TBC sisteminin en oksidasyon ve sıcak korozyon hasar oluşum süreçleri değerlendirilmiştir. Belirlenen sıcaklık ve zaman süreçlerinde Mangan cürufu içeriğine sahip TBC sisteminin yapısal olarak bozulmadan dayanımını koruduğu ve alternatif endüstriyel uygulamalarda kullanılabilir niteliğe sahip olduğu görülmüştür.