Titanyum ilavesinin nikel alüminyum bronzunun yapı ve özelliklerine etkisi

Bakır yüksek iletkenliği ve korozyon dayanımı ile tanınan bir metaldir. Ancak düşük mukavemeti bu metalin belirli özelliklerini iyileştirme ihtiyacı doğurmuştur. Bakırın kalay ile alaşımlandırılması sonucu bronz çağı başlamış ve demir çağına kadar bakır alaşımları yaygın olarak kullanılmıştır. Günümüzde ise bakır alaşımları korozyon dayanımı, aşınma dayanımı gibi özellikler gerektiren özel uygulamalarda tercih edilmektedir. Alüminyum bronzu grubunda bulunan nikel alüminyum bronzları üstün korozyon ve aşınma dayanımı özelliklerine yüksek mukavemet ile birlikte sahip olmaları nedeniyle denizcilik başta olmak üzere pek çok alanda kullanılmaktadır. Literatürde nikel alüminyum bronzlarının bu üstün özelliklerini daha da ilerletmek amacıyla gerçekleştirilmiş çok sayıda çalışma yer almaktadır. Farklı yaklaşımlarla gerçekleştirilen bu çalışmalar içerisinde en düşük maliyetli olan ve yüzey işlemlerine kıyasla alaşımın tamamının özelliklerine iyileştiren çalışmalar farklı alaşım elementi ilaveleri ile gerçekleştirilmiştir. Krom, gümüş, boron ve kurşun gibi ilavelerle malzeme özelliklerinde ilerlemeler raporlanmıştır. Nikel içermeyen alüminyum bronzuna yapılan titanyum ilavesinin aşınma hızını düşürdüğü ve mekanik özellikleri iyileştirdiği literatürde yer almaktadır. Bu çalışmada farklı oranlarda titanyum ilavesinin nikel alüminyum bronzunun mekanik özelliklerine, mikroyapısına ve aşınma dayanımına olan etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla döküm yöntemi ile iki farklı oranda titanyum içeren nikel alüminyum bronzu üretilmiş, yine çalışma kapsamında üretimi gerçekleştirilen titanyum içermeyen alaşım ile özellikleri kıyaslanmıştır. Döküm malzemeler sıcak dövme işlemine tabi tutulmuş, hem döküm durumda hemde dövme sonrasında alaşımların mikroyapıları incelenmiş, mekanik testler ve aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında alaşımlara normalizasyon, su verme ve yaşlandırma ısıl işlemleri uygulanmış, ısıl işlem sonrası alaşımların mikroyapıları incelenmiş ve sertlik ölçümleri yapılmıştır. Çalışma sonucunda döküm alaşımlardan düşük miktarda titanyum içeren alaşımın akma mukavemeti ve sertliğinde bir miktar iyileşme olduğu ancak her üç alaşımında aşınma daynımlarının benzer olduğu saptanmıştır. Isıl işlemler sonrasında titanyum içermeyen alaşıma kıyasla düşük miktarda titanyum içeren alaşımın sertliğinin küçük bir miktar daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Titanyum içeriğinin yükselmesiyle birlikte alaşım mikroyapısında yumuşak faz miktarının artışı nedeniyle mekanik özelliklerde düşüş görülmüş, yapıda bulunan sert fazların irileşmesi sonucu tokluk değerleri de düşmüştür. Yüksek titanyum oranında mikroyapı kaynaklı aynı etkinin ısıl işlemler sonrasında da devam ettiği belirlenmiştir. Dövme sonucu farklı oranlarda titanyum içeren malzemelerin tamamının çekme dayanımları ve sertlikleri yükselmiştir. Ancak aşınma dayanımlarında kayda değer bir fark görülmemiştir.