Nitrürlenmiş ve borlanmış AISI 316l paslanmaz çeliğin yapısal, tribolojik ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi

İnsan vücudunda implant malzemesi olarak kullanılan bir biyomalzemenin, yeterli mekanik özellikler, yüksek aşınma ve korozyon direnci gibi başlıca özellikleri karşılaması beklenir. İmplant malzemesi olarak sıkça kullanılan metalik biyomalzemelerden birisi de AISI 316L paslanmaz çeliktir. AISI 316L paslanmaz çeliklerin özelliklerini iyileştirmek amacıyla çeşitli termokimyasal yüzey işlemleri yapılmaktadır. Bu çalışmada, biyomalzeme olarak kullanılan AISI 316L paslanmaz çeliğe 500 ℃ sıcalıkta 3 ve 6 saat boyunca plazma nitrürleme işlemi ile 950 ℃'de 2 ve 6 saat boyunca paket (kutu) borlama işlemi uygulanmıştır. İşlemler sonrası yapısal özellikler XRD, SEM ve EDS analizleri ile, ıslanabilirlik özellikler temas açısı ölçümleri ile, mekanik özellikler mikrosertlik ölçümleri ile ve yüzey pürüzlülüğü 3D profilometre ile karakterize edilmiştir. Kaplama işleminden sonra elektrokimyasal özelliklerin belirlenmesi için açık devre potansiyeli (OCP) ve potansiyodinamik polarizasyon deneyleri laboratuvar şartlarında hazırlanan yapay vücut sıvısı (SBF) içerisinde yapılmıştır. İşlemsiz ve kaplanmış numunelerin tribolojik özelliklerinin belirlenmesi için hem kuru hem de sıvı ortamda aşınma testleri yapılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, uygulanan yüzey işlemlerinin her ikisinin de AISI 316L paslanmaz çeliğin yapısal, tribolojik ve mekanik özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre en iyi aşınma performansı ve sertlik değeri 950 ℃'de 6 saat paket borlanmış numunelerden elde edilmiştir. Yapılan elektrokimyasal deneyler sonucunda plazma nitrürlenmiş numunelerin işlemsiz numunelere göre korozyon direnci değerlerinin yakın olmasına karşın, sonuç olarak işlemsiz 316L paslanmaz çeliğin korozyon direncinin, plazma nitrürlenmiş numunelere göre daha iyi olduğu görülmektedir.