Titanyum sert-alfa fazının değişik yöntemlerle üretilmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Döküm ya da ısıl işlemler sırasında ortamda bulunabilen az miktardaki oksijen veya azotun difüzyonla yapıya girmesi sonucu titanyum alaşımlarında `alfa-case' veya `hard-alfa' olarak adlandırılan kırılgan ve kararlı yapıda yeni sert bir alfa fazı oluşur. Sert-alfa, yorulma dayanımını, darbe direncini ve sünekliği düşürücü etkisinden dolayı numune yüzeyinde ise, haddeleme veya dekopaj (yüzey temizleme) ile kaldırılır. Bu çalışmada söz konusu fazın, malzeme içerisinde mevcudiyetinin ultrasonik muayene ile tespitinde kullanılmak üzere Ti-6Al-4V alaşımı standart test blokları içerisinde bilinen konum, şekil ve boyutlarda yapay hata olarak üretimi amaçlanmıştır. Bu çalışmada, yapay hata olarak üretilen hard-alfa fazının oluşturulması için optimum ısıl işlem koşulları ve ultrasonik muayenede standart test blokları olarak kullanılacak kitle malzeme içerisine bu hataları yerleştirilmek üzere kullanılan Vakum Sıcak Pres (vacuum hot press - VHP) metodu için uygun presleme parametreleri belirlenmiştir. Titanyum alaşımı numunelerin yüzeyinde iki ayrı gaz ortamında ısıl işlemle oluşturulan sert- alfa fazının karakterizasyon çalışmalarında Işık Mikroskobu, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), Elektron Prob Mikro Analizör (EPMA), X Işınları Difraksiyonu (XRD), Çizik Testi (Scratch Test), Mikro Sertlik ve Confocal Raman Spektrometresi kullanılmıştır. Yapay hata içeren titanyum alaşımı bloklar son olarak ultrasonik muayeneye tabi tutulmuşlardır.