Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu

ISLAK, SERKAN; özorak, cihan; ESKİ, Özkan

Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu

Serkan ISLAK, (Kastamonu Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Kastamonu, Türkiye)

Cihan ÖZORAK, (Kastamonu Üniversitesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Kastamonu, Türkiye)

Özkan ESKİ (Kastamonu Üniversitesi, Makine Mühendisliği, Kastamonu, Türkiye)

Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi

4 0

Yıl: 2019 Cilt: 8 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 206 - 213 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 24-11-2020

Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu

Öz:

Bu çalışmada, plazma sprey yöntemi ile AISI 304 paslanmaz çelik üzerinde üretilen Ti3SiC2 MAX fazlıkaplamanın mikroyapı, aşınma ve korozyon özellikleri araştırılmıştır. Ti3SiC2 fazını üretmek için başlangıçmalzemesi olarak Ti ve SiC tozları kullanılmıştır. Ti tozuna ağırlıkça % 35 SiC ilave edildikten sonra elde edilentoz karışımı atmosfer kontrollü plazma sprey tabancası ile alt tabaka üzerine kaplanmıştır. Kaplamanın mikroyapıve faz oluşumunu incelemek için optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu ve XRD kullanılmıştır.Mikroyapı incelemeleri kaplama mikroyapısının lamelli bir yapıya sahip olduğunu göstermiştir. XRD analizlerinegöre Ti3SiC2 MAX fazı kaplama tabakasında tespit edilmiştir. Mikrosertlikler, kaplama tabakasından alt tabakayadoğru bir hat boyunca ölçülmüştür. Kaplama ve alt malzemenin aşınma özellikleri, çizik testi ile tespit edilmiştir.Kaplama tabakasının sürtünme katsayısı alt malzemeye göre düşük çıkmıştır. Alt malzeme ve kaplamanınkorozyon özellikleri %3,5 NaCl çözeltisinde potansiyodinamik ölçümler yapılarak belirlenmiştir. Korozyonsonuçları, kaplama tabakasının alt malzemeye göre 3,5 katlık bir korozyon direncine sahip olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelime:

Characterization of Ti3SiC2 MAX Phase Coating Produced on AISI 304 Stainless Steel by Plasma Spray Method

Öz:

In this study, microstructure, wear and corrosion properties of Ti3SiC2 MAX phase coated on AISI 304 stainless steel by plasma spray method were investigated. Ti and SiC powders were used as starting materials to produce the Ti3SiC2 phase. After adding 35 % SiC by weight to the Ti powder, the resulting powder mixture was coated on the substrate with an atmosphere-controlled plasma spray gun. An optical microscope, scanning electron microscope and XRD were used to examine the microstructure and phase formation of the coating. Microstructure studies have shown that the coating microstructure has a lamellar structure. According to XRD analyzes, Ti3SiC2 MAX phase was detected in the coating layer. Microhardnesses were measured along a line from the coating layer to the substrate. Wear characteristics of coating and substrate were determined by scratch test. The coefficient of friction of the coating layer was lower than that of the substrate. Corrosion properties of substrate and coating were determined by potentiodynamic measurements in 3.5% NaCl solution. Corrosion results have shown that the coating layer has a corrosion resistance of 3.5 times that of the substrate.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Barsoum M.W. 2000. The MN+1AXN phases: A new class of solids: Thermodynamically stable nanolaminates. Progress in Solid State Chemistry, 28: 201-281.
[2] Sun Z.M., Hashimoto H., Zhang Z.F., Yang S.L., Tada S., 2006. Synthesis and Characterization of a Metallic Ceramic Material--Ti3SiC2. Materials Transactions, 47 (01): 170-174.
[3] Amini S., Ni C., Barsoum M.W. 2009. Processing, microstructural characterization and mechanical properties of a Ti2AlC/nanocrystalline Mg-matrix composite. Composites Science and Technology, 69 (3-4): 414-420.
[4] Palmquist J.P., Li S., Persson P.O.A., Emmerlich J., Wilhelmsson O., Hogberg H., Katsnelson M.I., Johansson B., Ahuja R., Eriksson O., Hultman L., Jansson U. 2004. Mn+1AXn phases in the Ti-SiC system studied by thin-film synthesis and ab initio calculations. Physical Review B, 70 (16): 165401-1-165401-13.
[5] Lin Z., Zhuo M., Zhou Y., Li M., Wang J. 2006. Microstructures and Theoretical Bulk Modulus of Layered Ternary Tantalum Aluminum Carbides. Journal of the American Ceramic Society, 89: 3765-3769.
[6] Altuncu E., Türkan S., Saka E., Atasoy A. 2015. Max fazı alaşımları ve termo-fiziksel özellikleri. Havacilik ve Uzay Teknolojileri Dergisi, 8 (1): 75-86.
[7] Bouhemadou A. 2009. Structural, electronic and elastic properties of MAX phases M2GaN (M=Ti, V and Cr). Solid State Sciences, 11(11): 1875-1881.
[8] Music D., Sun Z., Schneider J.M., 2005. Electronic structure of Sc2AC (A=Al, Ga, In, Tl). Solid State Communications, 133 (6): 381-383.
[9] Music D., Sun Z., Voevodin A.A., Schneider J.M. 2006. Electronic structure and shearing in nanolaminated ternary carbides. Solid State Communications, 139 (4): 139-143.
[10] Bouhemadou A., Khenata R., Chegaar M. 2007. Structural and elastic properties of Zr2AlX and Ti2AlX (X = C and N) under pressure effect. The European Physical Journal B, 56 (3): 209-215.
[11] Bouhemadou A. 2008. Prediction study of structural and elastic properties under pressure effect of M2SnC (M=Ti, Zr, Nb, Hf). Physica B: Condensed Matter, 403 (17): 2707-2713.
[12] Gauthier V., Cochepin B., Dubois S., Vrel D. 2006. Self‐Propagating High‐Temperature Synthesis of Ti3SiC2: Study of the Reaction Mechanisms by Time‐Resolved X‐Ray Diffraction and Infrared Thermography. Journal of the American Ceramic Society, 89 (9): 2899-2907.
[13] Sun Z.M., Yang S., Hashimoto H., Tada S., Abe T. 2004. Synthesis and Consolidation of Ternary Compound Ti3SiC2 from Green Compact of Mixed Powders. Materials Transactions, 45 (2): 373- 375.
[14] Li C.J., Yang G.J., Ohmori A. 2006. Relationship between particle erosion and lamellar microstructure for plasma-sprayed alumina coatings. Wear, 260: 1166-1172.
[15] Lee C.H., Kim H.K., Choi H.S., Ahn H.S. 2000. Phase transformation and bond coat oxidation behavior of plasma-sprayed zirconia thermal barrier coating. Surface and Coatings Technology, 124: 1-12.
[16] Heimann R.B. 1996. Plasma-spray coating, VCH, New York.
[17] Pawlowski L. 2008. The science and engineering of thermal spray coatings. John Wiley & Sons, Ltd., England.
[18] Yılmaz R., Kurt A.O., Demir A., Tatlı Z. 2007. Effects of TiO2 on the Mechanical Properties of the Al2O3-TiO2 Plasma Sprayed Coating. Journal of the European Ceramic Society, 27: 1319-1323.
[19] EI-Raghy T., Barsoum M.W. 1999. Processing and Mechanical Properties of Ti3SiC2: I, Reaction Path and Microstructure Evolution. Journal of the American Ceramic Society, 82(10): 2849–2854.
[20] Kosolapova T.Y. 1990. Handbook of High Temperature Compounds: Properties, Production, Applications, Hemisphere Publishing Corp., New York
[21] Sun Z.M., Zhang Z.F., Hashimoto H., Abe T. 2002. Ternary Compound Ti3SiC2: Part I. Pulse Discharge Sintering Synthesis. Materials Transactions, 43 (3): 428-431.
[22] Weber K., Kuhn H.A. 2012. Lead-Free Wrought Copper Alloys for Bushings and Sliding Elements. In Copper Alloys-Early Applications and Current Performance-Enhancing Processes. InTech., 69- 92.
[23] Stern M., Geary A.L. 1957. Electrochemical Polarization I. A Theoretical Analysis of the Shape of Polarization Curves. Journal of the Electrochemical Society, 104: 56-63.
[24] Sun J., Fu Q.G., Guo L.P., Liu Y., Huo C.X., Li H.J. 2016. Effect of filler on the oxidation protective ability of MoSi2 coating for Mo substrate by halide activated pack cementation. Materials & Design 92: 602-609.
[25] Bakhsheshi-Rad H.R., Hamzah E., Ismail A.F., Daroonparvar M., Yajid M.A.M., Medraj M. 2016. Preparation and characterization of NiCrAlY/nano-YSZ/PCL composite coatings obtained by combination of atmospheric plasma spraying and dip coating on Mg–Ca alloy Journal of Alloys and Compounds, 658: 440-452.

APA	ISLAK S, özorak c, ESKİ Ö (2019). Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu. , 206 - 213.
Chicago	ISLAK SERKAN,özorak cihan,ESKİ Özkan Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu. (2019): 206 - 213.
MLA	ISLAK SERKAN,özorak cihan,ESKİ Özkan Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu. , 2019, ss.206 - 213.
AMA	ISLAK S,özorak c,ESKİ Ö Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu. . 2019; 206 - 213.
Vancouver	ISLAK S,özorak c,ESKİ Ö Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu. . 2019; 206 - 213.
IEEE	ISLAK S,özorak c,ESKİ Ö "Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu." , ss.206 - 213, 2019.
ISNAD	ISLAK, SERKAN vd. "Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu". (2019), 206-213.

APA	ISLAK S, özorak c, ESKİ Ö (2019). Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8(1), 206 - 213.
Chicago	ISLAK SERKAN,özorak cihan,ESKİ Özkan Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 8, no.1 (2019): 206 - 213.
MLA	ISLAK SERKAN,özorak cihan,ESKİ Özkan Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol.8, no.1, 2019, ss.206 - 213.
AMA	ISLAK S,özorak c,ESKİ Ö Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2019; 8(1): 206 - 213.
Vancouver	ISLAK S,özorak c,ESKİ Ö Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2019; 8(1): 206 - 213.
IEEE	ISLAK S,özorak c,ESKİ Ö "Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu." Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8, ss.206 - 213, 2019.
ISNAD	ISLAK, SERKAN vd. "Plazma Sprey Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Üzerinde Üretilen Ti3SiC2 MAX Fazlı Kaplamanın Karakterizasyonu". Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 8/1 (2019), 206-213.