Ti6Al7Nb alaşımının yorulma davranışı
Özet
Titanyum ve alaşımları sahip oldukları üstün mekanik özellikleri, düşük yoğunlukları ve yüksek korozyon dirençleri sayesinde havacılık, otomotiv, kimya ve biyomedikal endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Titanyum ve alaşımlarının yüksek sıcaklıkta oksijene olan yüksek afiniteleri kullanımları sınırlamaktadır. Titanyum ve alaşımlarının yüksek sıcaklıkta oksijene maruz tutulmaları yüzeyde oksit tabakasının ve hemen altında ise oksijen difüzyon bölgesinin oluşmasını sağlamaktadır. Bu işleme termal oksidasyon adı verilmektedir. Bu çalışmada aşınma ve korozyon direncinde önemli artışlar sağlayan termal oksidasyon işleminin Ti6Al7Nb alaşımının yorulma davranışı üzerine etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla 600 C’de 60 saat tutulmasıyla gerçekleştirilen termal oksidasyon işlemi sonrasında numunelerin yüzey karakterizasyonu, kesit mikroyapısının incelemesi ve yüzey mikrosertlik değerinin ölçülmesi ile yapılmıştır. Numune yüzeylerinin mikrosertlik değerleri, termal oksidasyon öncesi ve sonrasında, numuneler çekme deneyine tabi tutularak, akma ve çekme dayanımı ile kopma uzaması ve kesit daralması değerleri belirlenmiştir. Dönel eğmeli yorulma deney düzeneği ile orijinal ve termal oksidasyon uygulanmış numuneler, 25 Hz frekansta farklı gerilme genliği değerlerinde yorulma deneylerine tabi tutularak S-N eğrileri elde edilmiştir. Dönel eğmeli yorulma deneyleri sonrasında, numunelerin kırık yüzeyleri stereo mikroskop ile incelenmiştir. Termal oksidasyon sonucunda Ti6Al7Nb alaşımının yüzeyinde ince bir oksit tabakası ve hemen altında oksijen difüzyon bölgesi oluşmuştur. Termal oksidasyon sonucu yüzey sertliğinin Ti6Al7Nb alaşımında % 170 gibi yüksek bir oranda arttığı belirlenmiştir. Termal oksidasyon işlemi sonrasında Ti6Al7Nb alaşımının mekanik özelliklerinde kayda değer bir değişiklik görülmemiştir. Termal oksidasyon sonrasında Ti6Al7Nb alaşımının yorulma dayanım sınırı düşmüştür.
Anahtar Kelimeler: Oksidasyon, titanyum, yorulma.
Tam Metin: PDF