Mo ve Nb katkılı FeNiCrCoCu yüksek entropi alaşımlarının ESD yöntemiyle AISI 1040 çeliğinin yüzeyine yapılan kaplamalarının özelliklerinin incelenmesi

Yüksek Entropi Alaşımları (YEA'lar), karmaşık çok bileşenli bileşimleri nedeniyle mekanik, fiziksel ve kimyasal özelliklerin benzersiz bir kombinasyonunu sunarak metalurji ve malzeme mühendisliğinde yeni bir sınırı temsil etmektedir. Bu ayırt edici özellik karışımı, YEA'ları havacılık, otomotiv ve enerji endüstrileri gibi çok çeşitli endüstriyel uygulamalar için umut verici adaylar olarak konumlandırmaktadır. Gelişmiş yapısal bütünlük ve gelişmiş korozyon direnci de dahil olmak üzere üstün özellikleri, aşırı ortamlar için yeni nesil malzemeler geliştirmek için yeni yollar açmaktadır. Bu çalışma, molibden (Mo) ve niyobyum (Nb) ilavelerinin FeNiCrCoCu sistemine dayalı YEA'ların mekanik ve fiziksel özellikleri üzerindeki etkisini araştırmaktadır. Molibden ve niyobyumun değişen molar oranlarına sahip alaşımlar (FeNiCrCoCuMox ve FeNiCrCoCuNbx, burada X = 0, 0,3, 0,6 ve 0,9), optimum alaşımlama koşullarını sağlamak için ters çevrilmiş bir vakum sistemi ile koruyucu bir gaz atmosferi altında vakum ark eritme tekniği kullanılarak sentezlenmiştir. Kaplamalar daha sonra elektro-kıvılcım biriktirme (ESD) yöntemi ile altlık olarak kullanılan AISI 1040 çelik üzerine uygulanmıştır. Alaşımların kapsamlı karakterizasyonu, faz analizi için X-ışını kırınımı (XRD), mikroyapı ve kompozisyon değerlendirmesi için enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) ile birleştirilmiş taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve mekanik özellik değerlendirmesi için mikrosertlik testi ile gerçekleştirilmiştir. Kaplanmış numuneler ball-on-disk bir aşınma testi testine tabi tutulmuş ve elektrokimyasal yöntemlerle korozyon direnci %3,5 NaCl çözeltisi kullanılarak değerlendirilmiştir. Hem FeNiCrCoCuMox hem de FeNiCrCoCuNbx yüksek entropi alaşımlarının sertliğinin katkı miktarı arttıkça arttığı gözlemlenmiştir. En yüksek mikrosertlik değerleri FeNiCrCoCuMo0,9 alaşımı için 654,36 HV0,1 ve FeNiCrCoCuNb0,9 alaşımı için 722,04 HV0,1 olmuştur. Molibden ve niyobyumun dahil edilmesi, YEA'ların faz kararlılığını ve mikro sertliğini önemli ölçüde artırmıştır. Molibden ve niyobyumun molar oranları arttıkça sertlik ve aşınma direncinde belirgin bir iyileşme gözlenmiştir. Ayrıca, bu elementlerin eklenmesi kaplamaların aşınma direncini ve genel mekanik performansını iyileştirmiştir. Bu sonuçlar, korozyona ve aşınmaya dirençli uygulamalar için molibden-niyobyum katkılı YEA kaplamaların potansiyelini vurgulamakta ve üstün yüzey koruması gerektiren gelişmiş endüstriyel kaplamalar için umut verici çözümler sunmaktadır.