Çift katmanlı kaplanan inconel 625 alaşımının aşınma direncinin araştırılması

Abstract

Nikel esaslı süperalaşımlar korozyon ve oksidasyona karşı dirençleri ile ön plana çıkmaktadır. Bundan dolayı bu alaşımlar yüksek sıcaklık ve korozitif ortam koşullarında sıklıkla tercih edilirler. Ni-bazlı süperalaşımların uygulama alanlarının başında petrol endüstrisi, kimya endüstrisi ve türbin yapımı gelir. Ancak, aşınma dirençleri tatmin edici olmadığında bu alaşımlar abrasif veya adhesif aşınma şartlarında kullanılacak ise uygun bir aşınma önleyici gerektirmektedir. Bundan dolayı bu çalışmada Ni bazlı alaşımlardan olan Inconel 625 alaşımına farklı sıcaklık ve sürelerde borlama ardından TRD işlemi uygulanarak çift katmanlı olarak kaplanmıştır. Kaplama işlemlerinin ardından geleneksel metalografik incelemeler ve mikro-abrasyon aşınma testleri uygulanmıştır. Çalışma sonucunda silisid içeriksiz 14-151 μm kalınlık ve 1503-2334 HV sertlik değerlerine sahip kompleks borür tabakaları elde edilmiştir. XRD analizleri sonucunda numunelerde TiB2, CrB, NiB, MoB2, Ni3B4, Fe2B fazları ve Co23B6 çökeltisi tespit edilmiştir. Çift katmanlı kaplanan tüm numuneler yüzeyi kaplanmayan Inconel 625 alaşımına göre daha iyi aşınma direnci göstermiştir. Kaplama tabakalarındaki sertlik artışı aşınma direncini artmıştır. Aşınma mekanizması olarak tüm malzemelerde karışık tip olarak adlandırılan oyuklanma ve yuvarlanma aşınma mekanizmalarının bir arada olduğu aşınma tipi meydana gelmiştir. Ancak sertlik artışı ile oyuklanma tipi aşınmadan yuvarlanma tipi aşınmaya doğru bir geçiş eğilimi olduğu gözlemlenmiştir.

Nickel-based superalloys possess good resistance to both corrosion and oxidation. Therefore, these alloys are widely preferred for the applications in corrosive high temperature and ambient conditions. Ni-base superalloys are thus mainly used in the oil, chemical and turbine construction industries. However, the use of a corrosion inhibitor is usually needed if the alloy is used in a highly abrasive and adhesive wear conditions and the alloy does not have a satisfactory abrasion resistance. Therefore, Ni-based alloy Inconel 625 were subjected to boriding using different temperatures and holding times followed by a coating using thermo-reactive-diffusion (TRD) method, thus a double caoting was obtained on the surface in this study. After the coating process, conventional metallographic examination and micro-abrasion wear test was applied. In this study, complex boride layers with a thickness of 14-151 m and a hardness of 1503-2334 HV were obtained on the surface of Inconel 625 alloy, which did not contain silicide. XRD analyses conducted also indicated that the phases of TiB2, CrB, NiB, MoB2, Ni3B4, and Fe2B as well as precipitate of Co23B6 occurred. The surface coated specimens exhibited better wear resistance than that of the uncoated samples. The increase in the hardness of the coating layer increased wear resistance. A mixed mode of wear consisting of both Rolling and grooving types was observed after the wear of all the specimens. However, the increase in the hardness of the coating layer resulted in a tendency fort he change of the wear mechanism from the groving type to the rolling type.