Search

Bu çalışmada, tabanca ve tüfek namlu malzemesi olarak kullanılan ıslah edilmiş ve yüksek sıcaklıkta temperlenmiş AISI 4140 çeliğine 12, 24 ve 36 saat sürelerle kriyojenik işlem uygulanmıştır. Kriyojenik işlem sonrasında her bekletme süresinden bir grup numuneye 200 ̊C’de 1 saat süreyle temperleme işlemi uygulanmıştır. Kriyojenik işlem sonrası malzemelerin mikroyapısal incelemeleri yapılmış, mikro sertlikleri ölçülmüş; çentik darbe, çekme ve aşınma deneyleri gerçekleştirilerek işlem görmemiş malzeme ile karşılaştırılmıştır. Kriyojenik işlem, dakikada 2 °C soğutma hızıyla -196 °C’ye soğutularak belirlenen sürelerde bu sıcaklıkta tutularak gerçekleştirilmiştir. -196 °C’den oda sıcaklığına yine dakikada 2 °C ısıtma hızı ile ulaşılmıştır. Mikroyapıda meydana gelen değişikliklerin ve aşınma yüzeylerinin incelenmesinde optik mikroskop (OM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Mikrosertliklerde meydana gelen değişikliklerin belirlenmesinde Vickers sertlik ölçme yöntemi kullanılmıştır. Aşınma deneyleri ball-on-disc metodu ile kriyojenik işleme tabi tutulan her numune ve işlem görmemiş numuneler için 5 N yük ile; 5 mm yarıçapta, 100 metre aşınma mesafesi, 5 cm/s hızla kuru koşullarda gerçekleştirilmiştir. İşlem görmemiş, sadece kriyojenik işleme tabi tutulmuş ve kriyojenik işlem sonrası temperlenmiş numunelerin özgül aşınma oranları hesaplanmış, tüm mekanik testlerin sonuçları çıkarılmış ve karşılaştırmalar yapılmıştır. Kriyojenik işlem uygulanmış numunelerin tümünün aşınma oranlarında sertlikteki düşük artış ile birlikte, işlem uygulanmamış numuneye göre iyileşme olduğu görülmüştür. 5 N yük uygulanan aşınma deneyinde, 12 saat kriyojenik işlem uygulanan numunenin aşınma direncinde %66,4 oranında artış olmuştur. Kriyojenik işlem sonrasında temperleme uygulanmış numunelerde ise benzer olarak sadece 24 saat kriyojenik işlem görmüş numunede aşınma dayanımı görülürken 12 ve 36 saatlik numunede görülen düşüş açıklanamamıştır. In this study, deep cryogenic treatment is applied at 12, 24 and 36 hours to AISI 4140 steel which is used for pistol and rifle barrel. After cryogenic treatment, a batch of samples from each stooding period was subjected to a tempering process for 1 hour at 200 °C. After cryogenic treatment, microstructural investigations, micro hardness test, notch impact test, tensile test and wear tests were carried out and the results were compared to untreated material. Cryogenic treatment is applied with the cooling rate of 2 °C per minute to -196 °C and had stood at this temperature at specified times. It was reached at room temperature again with heating rate of 2 °C per minute. Optical microscope and SEM techniques were used to examine the changes in the microstructure and worn surface. Vickers was drawn on in determining the microhardness changes. Wear tests were carried out dry conditions by using ball-on-disc method for each times of cryogenic treated and untreated samples with 5 N normal load, 5 mm radius, 100 meters sliding distance and 5 cm/s sliding velocity. Specific wear rates and all mechanical test results of untreated, only cryogenic treated and tempered after cryogenic treatment samples were calculated and compared each other. Result of the comparisons, wear rates of cryogenic treated samples increased according to untreated samples due to increasae of hardness. In the wear test with a load of 5 N, the wear resistance of the sample subjected to the cryogenic treatment for 12 hours increased by 66.4%. In the samples tempered after the cryogenic treatment, similarly, only the cryogenic treated sample for 24 hours showed was increased, but the decrease in the 12 and 36 hour sample was not explained

Raylı taşıtlarla ulaşım, günümüzde en konforlu ve güvenli ulaşım seçeneği olmuştur. Yeni araç ve yol teknolojilerin uygulanması ile erişilebilen seyir hızları ve kullanım sıklığı artmıştır. Artan seyir hızları için araçların hafifliği ve kalite kontrolü çok büyük önem arz etmektedir. Özellikle yolcu taşımacılığında tercih edilen Yüksek Hızlı Trenlerin gövde kısmında alüminyum malzemeler kullanılmaktadır. Ayrıca Habis kayar kapaklı tip gibi bazı vagonlarda da yan duvarlar, kapaklar gibi taşıyan yükü dış etmenlerden koruyan aksamlarda alüminyum bölümler bulunmaktadır. Bu sayede hafifletilen vagonlarla daha fazla yük taşınması sağlanmaktadır. İmalat yöntemi olarak kaynaklı birleştirme çalışmaları yapılmakta ve kalite kontrol yöntemi olarak tahribatlı ve tahribatsız birçok test kullanılmaktadır. Bu çalışmada farklı serilerden olan 6061 T651 - 10 mm ve 5083 H111 - 10 mm kalınlıktaki alüminyum levhaların birbiri ile kaynakları tahribatsız ve tahribatlı muayene yöntemleriyle incelenmiştir. ER5356 ve ER4043 dolgu teli kullanılan numuneler MIG kaynak yöntemi ve TIG kaynak yöntemi kullanılarak kaynak edilmiştir. Elde edilen kaynaklı numunelere; sıvı penetrant test, radyografik test, sertlik deneyi, makro inceleme, mikroyapı inceleme ve çekme testi uygulanmıştır. Sıvı penetrant testiyle yüzeye açık herhangi bir hatanın olmadığı, Radyografik test ile de kaynak dikişlerinde hacimsel hataların olmadığı tespit edilmiştir. Makro inceleme ile kaynak paso yapısı, mikroyapı incelemesi ile de kaynak kök bölgesinde oluşan içyapı incelenmiştir. Sertlik deney sonuçları ile sertlik dağılım grafikleri oluşturulmuştur ve çekme deney sonuçları göz önüne alınarak mukavemet karşılaştırması yapılmıştır. Çalışmalar sonunda 10mm gibi yüksek kalınlıkta farklı cins alüminyumların, yüksek saflıkta argon gazı altında Metal Inert Gas yöntemiyle ER5356 dolgu teli kullanılarak başarıyla kaynaklanabileceği ortaya konulmuştur Transportation by rail is now the most comfortable and safe transportation option. The application of new vehicles and road technologies has increased the speed of travel and the frequency of use. The lightness and quality control of the vehicles are of great importance for the increased cruising speeds. Aluminum materials are used in the body part of High Speed Trains which are preferred especially for passenger transportation. In addition, some wagons, such as the Habis slip-on type, also have aluminum sections in the side walls, lids that protect the load carrying the lids from external factors. This allows more cargo to be transported to the wagon. Combination studies are performed as a manufacturing method and many destructive and non-destructive tests are used as quality control methods. In this study, welds of 6061 T651 - 10 mm and 5083 H111 - 10 mm thickness aluminum plates from different series were investigated by non destructive and destructive inspection methods. The samples used with ER5356 and ER4043 filler metals were welded using the MIG welding method and the TIG welding method. The obtained welded samples are; liquid penetrant test, radiographic test, hardness test, macro examination, microstructure examination and tensile test were applied. It is determined that there is no fault open to the surface by the liquid penetrant test and there are no volumetric faults in the welding seams by radiographic test. Microstructure examination and microstructure examination have also examined the internal structure of the weld root zone. Hardness distribution graphs were prepared with the hardness test results and the strength comparison was made considering the tensile test results. At the end of the studies it has been shown that aluminum of different thicknesses such as 10 mm can be successfully welded by using ER5356 filler metal under Metal Inert Gas method under high purity argon gas

Bu çalışmada disk tipi frenlerde levye parçası malzemesi olarak kullanılan SAE 4032 çeliğine önceden yapılan su verme ve temperleme sonrası 12, 24, 36 saat kriyojenik işlem uygulanmış ardından parçadan çıkarılan numunenin sertlik, mikroyapı, çekme mukavemeti ölçülmüştür. Levyeden çıkarılan sertlik ve mikroyapı numunesi, ANSYS sonlu elemanlar analizi programı ile tespit edilen, plastik deformasyonun başlangıç noktasından hazırlanmıştır. Kriyojenik işlem dakikada 2°C düşülerek -196°C'ye kadar soğutulup, belirtilen sürelerde bu sıcaklıkta tutulup, tekrar dakikada 2°C ısıtılarak oda sıcaklığına getirilerek yapılmıştır. Mikroyapı değişimleri optik mikroskopta incelenmiş, sertlik değişimi için Vickers sertlik birimi kullanılmıştır. Yorulma testleri Ege Fren 222H modeli gerçek fren sistemi üzerinde yapılmış, körükten gelen 17,5-18,5 kN arasındaki kuvvet, levye parçası vasıtası ile balatalara aktarmıştır. Yapılan test sonuçlarına göre kriyojenik işlem sonrasında parçaların yüzeyinde sertlik kriyojenik işlemler sonucunda önemli bir artış göstermemiş, mikroyapılar incelendiğinde tane boyutu incelmiş, homojen dağılmış bir martenzit yapısı elde edilmiş ancak akma mukavemeti düşmüştür. Fren üzerinde yapılan testlerde ise kırılma çevrim sayısı sadece su verilmiş ve temperlenmiş numunelere göre düşmüştür. In this study, cryogenic treatment was applied at 12, 24, 36 hours to air disk brake opshaft which made by SAE 4032 steel. After cryogenic treatment; metalographic investigations, hardness tests, tensile tests were carried out. Metallografic samples are taken from yielding's start point which identified by ANSYS finite element analysis. Cryogenic treatment is applied which the cooling rate of 2 °C per minute to -196 °C and had stood at this temperature at specified times. It was reached at room temperature again with heating rate of 2 °C per minute. Optical microscope, Vickers hardness methods, tensile test were used to examine the changes in the microstructure and mechanical properties. Fatigue tests were carried out on Ege Fren 222H disc type brake in real conditions. Comparission of results are; hardness on the surface was improved but yield strength was decreased. Tensile strength was maksimum on 24 hours cryogenic treated part. Residual austenite decreased on 12, 24 hours cryogenic treatment but increased on 36 hours. Martensite phase was more uniform than after cryogenic treatment than just forged part. 86

Paslanmaz çeliklerin ve kromun iyi oksidasyon dirençleri yüzeylerinde oluşan koruyucu Cr2O3 tabakasından kaynaklanmaktadır. Fakat bu yüzey tabakası 1000°C ve üzeri sıcaklıklarda kararsızlaşarak ana metali koruyamayacak hale gelir. Yapılan son araştırmalar, alüminyumlama işlemleri ile çeliklerin yüzeylerinde oluşturulan ve yüksek sıcaklıklarda Cr2O3'ten daha kararlı olan Al2O3 tabakasının, malzemenin oksidasyon direncini arttırdığını göstermiştir. Kutu sementasyon işlemi metal ile kaplama arasında iyi yapışma gösteren alüminid tabakasının en iyi şekilde elde edildiği yöntemdir. Ancak, alüminyumlama işleminde alüminid tabakasının kırılganlığını arttıran ve oksidasyon direncinin azalmasına sebep olan yüksek Al içeren fazların (FeAl3 ve Fe2Al5) oluşumundan kaçınılmalıdır. Alüminyumlama işlemi ile en yüksek oksidasyon direnci kaplama tabakasının yüzeyinde Fe3Al ve FeAl gibi intermetalik fazların oluşması ile elde edilebilir.Bu çalışmada kutu semantasyon tekniği ile AISI 304 altlık malzemesine alüminyum kaplama uygulanmıştır. İşlem sıcaklığı ve süresinin alüminid kaplama tabakasının yapısı ve kalınlığına etkileri araştırılmıştır. Kaplanmış numunelerin mikroyapı görüntüleri optik mikroskop, SEM ve EDS kullanılarak araştırılmış ve fazlar XRD analizleri ile tanımlanmıştır. Sonuçlar kaplamanın iki tabakadan oluştuğunu göstermiştir. Birinci tabaka Fe-Al intermetalik fazlarından, ikinci tabaka ise Cr, Ni, Al, Fe elementlerinin ikili intermetalik bileşiklerini içeren arayüzey tabakasından oluşmuştur. Oksidasyon direnci açısından en uygun fazların ve kaplama tabakası kalınlığının elde edildiği numune seçilmiş ve bu numunenin oksidasyon direnci ve kinetiği araştırılmıştır. Alüminyum kaplanmış ve kaplanmamış numunelerin oksidasyon dirençleri 700°C ve 1000°C sıcaklıklarda O2 atmosferi altında termogravimetrik analizler ile araştırılmıştır. Bu sıcaklıklarda tüm numunelerde parabolik oksidasyon davranışları gözlemlenmiştir. Oksidasyon sonuçları alüminyum kaplanmış numunenin kaplanmamışa karşı daha yüksek oksidasyon direnci gösterdiğini, alüminyum kaplama tabakasının oksidasyon direncini arttırdığını ortaya koymuştur. Anahtar Kelimeler: Alüminyumlama, Kutu sementasyonu, Difüzyon, Oksidasyon Oxidation resistance of chromium and stainless steels is due to formation of Cr2O3 on the surface. But this surface layer will be destabilized above 1000°C and will not protect the metal. Recent investigations show that aluminizing process increases oxidation resistance of these steels by formation of Al2O3 which is more stable than Cr2O3 at high temperatures. The pack cementation process is ideally for the formation of well bonded diffusion aluminide coatings. However, formation of high Al concentration phases (FeAl3 and Fe2Al5) during aluminizing should be avoided as they tend to embrittle the aluminide layer and reduce its oxidation resistance. The optimum oxidation resistance can be achieved with substrate when the intermetallic phases Fe3Al and FeAl for the surface of the aluminide layer.In this study, aluminum coatings were grown on AISI 304 substrates by the pack cementation method. The effect of process temperatures and time on the structure and thickness of the aluminide layer has been investigated. The microstructure of the coated samples was examined by optical microscopy, SEM, EDX and phases were identified by XRD. The results show that the coating consists of two layers. The first consists of Fe-Al intermetalik phases and the second one is an interdiffusion layer consists of Cr, Ni, Al, Fe elements binary intermetallic phases. For oxidation resistance, optimum phases and the thickness of the coating layer containing sample was chosen and then oxidation resistance and kinetic of this sample were examined. Oxidation resistances of samples with or without aluminization treatment were evaluated by conducting termal gravimetric analysis in O2 atmosphere at 700°C and 1000°C. At these temperatures, parabolic oxidation behavior was observed for all the specimens investigated. The oxidation results revealed that the application of a coating layer increased the oxidation resistance of the coated sample as opposed to the uncoated ones.Keywords: Aluminizing, Pack cementation, Diffusion, Oxidation 154

Bu çalışmada mekanik alaşımlandırma ile sentezlenen MgNi, Mg0.9(M)0.1Ni, Mg0.8(M)0.2Ni (M = Al, B, Ti, Zr) ve Mg1-x(Pd)xNi (x =0,03, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,1 ve 0,2) alaşımlarının elektrokimyasal hidrojen depolama karakteristikleri incelenmiştir. X ışın difraksiyonu çalışmaları amorf/nanokristalin MgNi alaşım yapısını elde etmek için 15 saat öğütmenin yeterli olmasına rağmen anafaz içinde tüm nikelin tamamen çözünmesi için en az 25 saat öğütmenin gerekli olduğunu göstermektedir. Tüm alaşımların deşarj kapasiteleri 15 saat öğütmeye kadar keskin bir şekilde yükselmektedir. 15 ile 25 saat öğütme süresi aralığında alaşım deşarj kapasitelerinde önemli bir değişim görülmemektedir. 25 saatin üzerindeki öğütme sürelerinde, öğütme süresinin artmasıyla alaşım deşarj kapasiteleri düşmektedir. Titanyum, MgNi alaşımının deşarj performansını önemli bir şekilde geliştirmektedir. Alüminyum, MgNi alaşımının ilk deşarj kapasitesini düşürmesine rağmen alaşım kapasite koruma oranını iyileştirmektedir. Borun hiçbir pozitif etkisi olmamasına rağmen zirkonyumun sınırlı da olsa alaşımın çevrim kararlılığı üzerinde olumlu etkisi mevcuttur. MgNi, Mg0.9(M)0.1Ni ve Mg0.8(M)0.2Ni (M = Al, B, Ti, Zr) alaşımları arasında en iyi deşarj performansının Mg0.8Ti0.2Ni alaşımında olduğu gözlemlenmektedir. Paladyum içeren alaşımların başlangıç deşarj kapasiteleri düşük olmakla beraber şarj / deşarj çevrim kararlılıkları oldukça iyidir (Mg0.8Pd0.2Ni hariç). X-Işın sonuçlarına göre Mg0.8Pd0.2Ni alaşımda MgPd fazı oluştuğu görülmektedir. Bu fazın Mg0.8Pd0.2Ni alaşımının deşarj performansında büyük bir kayıp oluşturduğu tahmin edilmektedir. Mg1-x(Pd)xNi (x =0,03, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,1 ve 0,2) alaşımları arasında Mg0.93Pd0.07Ni alaşımı en iyi deşarj performansına sahiptir. In this study the electrochemical hydrogen storage characteristics of MgNi, Mg0.9(M)0.1Ni, Mg0.8(M)0.2Ni (M = Al, B, Ti, Zr) and Mg1-x(Pd)xNi (x =0,03, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,1 and 0,2) alloys synthesized by mechanical alloying were investigated. X ray diffraction studies showed that although 15 h milling was enough to obtain amorphous/nano-crystalline MgNi alloy structure, the dissolution of all nickel in the main phase required at least 25 h milling. The discharge capacities of the alloys were observed to increase sharply up to 15 h milling. Between 15 and 25h milling time, discharge capacities of alloys did not change considerably. Above 25h milling time, the discharge capacities of the alloys reduced with the increase in the milling time. Titanium improved MgNi alloy discharge performance significantly. Although aluminum reduced the initial discharge capacity of MgNi alloy, it improved the alloy capacity retention rate. Despite the absence of any positive effect of boron, zirconium had limited positive effect on the alloy cyclic stability. Among the MgNi, Mg0.9(M)0.1Ni, Mg0.8(M)0.2Ni (M = Al, B, Ti, Zr) alloys, Mg0.8Ti0.2Ni alloy has the best discharge performance. Although palladium including alloys exhibited low initial discharge capacity, the charge/discharge cycle stability of the alloys were quite satisfactory (except Mg0.8Pd0.2Ni). X-ray diffraction studies showed that MgPd phase forms in Mg0.8Pd0.2Ni alloy. This phase was estimated to cause considerable reduction in the discharge capacity of Mg0.8Pd0.2Ni alloy. Among the Mg1-x(Pd)xNi (x =0,03, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,1 and 0,2) type alloys, Mg0.93Pd0.07Ni alloy has the best discharge performance.

Termal Bariyer Kaplamalar (TBK), havacılık ve enerji üretiminde görev alan gaz türbinlerinin sıcak kısımları başta olmak üzere, yüksek sıcaklık dayanımının istendiği sahalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.Kullanımda olan mevcut kaplamaların termal, mekanik ve kimyasal özelliklerinde yapılacak olan iyileştirmeler; türbinlerin daha güvenli şekilde çalışmasını, türbin veriminin artmasını, türbin bakım aralıklarının uzamasını ve son derece pahalı olan sıcak kısım parçalarının ömürlerinin artmasını sağlayacaktır. Bu amaçla plazma sprey metodu ile elde edilmiş termal bariyer kaplamaların proses parametrelerinin değiştirilmesiyle farklı kaplamalar elde edilmiş, bu kaplamalar üzerinde ayrıca ön oksidasyon ve lazer sırlama modifikasyonları uygulanmıştır.Proses parametreleri ve modifikasyonların, ısıl ve mekanik özellikler üzerindeki etkisi incelenerek, daha iyi performans özelliklerine sahip, optimize edilmiş kaplamaların geliştirilmesi amaçlanmıştır. Numuneler üzerinde; termal şok direnci, oksidasyon dayanımı, statik tutunma mukavemeti, sertlik gibi hem mekanik hem de termal özelliklerin belirlenmesine yönelik çeşitli test ve ölçümler gerçekleştirilmiştir.Tez çalışmasının sonucunda; iyi performans için, parametre seçiminin uyumlu bir aralıkta yapılması gerektiği belirlenmiştir. Kaplama katılığını arttıran işlem parametreleri ile hazırlanmış numunelerin termal şok direncinin diğer numunelerden daha düşük, çekme mukavemetlerinin ise daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Kaplama kalınlığının arttırılmasının ısı yalıtımını iyileştirdiği, ancak termal şok direnci ve çekme mukavemetini düşürdüğü gözlenmiştir. Gerçek kullanıma sunulacak kaplamaların işlem parametrelerinin seçiminde, servis koşulları ve tez çalışmasında elde edilen bilgilerin bir arada kullanılması yararlı olacaktır. Uygulanan modifikasyonların, oksidasyon ve daha belirgin olarak termal şok direnci üzerinde olumlu etki gösterdiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Termal bariyer kaplama, plazma sprey, termal şok dayanımı, lazer sırlama. Thermal Barrier Coatings (TBC) are extensively used in high temperature areas, especially on hot section parts of aviation and energy production type gas turbines.Improvements on thermal, mechanical and chemical features of presently used coatings will allow the turbines work more reliably, increase the turbine efficiency, extend the turbine maintenance periods and increase the lives of hot section parts that are of high cost. In this dissertation, plasma sprayed thermal barrier coated parts prepared with different coating parameters, and these coatings have been modified with pre oxidation and laser glazing.It has been aimed to improve optimized coatings with better performance features by investigating the effect of process parameters and modifications on thermal and mechanical properties. Coated and modified samples were subjected to thermal shock, oxidation, tensile and hardness tests, etc. The effect of process parameters and modifications on thermal and mechanical properties was reviewed to achieve more robust optimized coatings with high performance.As a conclusion of the thesis it has been determined that for a better performance the parameter selection needs to be carried out at an appropriate range. It has been determined that specimen prepared with process parameters increasing the coating stifness have lower thermal shock resistanceand higher tensile strength. It has been observed that increasing the coating thickness allows better thermal resistance but decreases the thermal shock resistance and tensile strength. It shall be useful to use service conditions and knowledge gained through the thesis together during selecting the process parameters of coatings that are going to be used in service. It has been observed that the modifications applied have positive influence no oxidation and more noticibly the thermal shock resistance.Keywords: Thermal barrier coatings, plasma spray, thermal shock resistance, laser glazing. 121

Demir alüminatlar, iyi oksitlenme ve kükürtlenme dirençlerine bağlı olarak ilgi çeken yüksek sıcaklık malzemeleri olmuşlardır. Ancak bu malzemeler, yüksek sıcaklıklarda düşük mukavemet ve oda sıcaklığında hidrojen kırılganlığına bağlı olarak düşük süneklik göstermektedirler. Fe3Al alaşımlarının yüksek sıcaklık mukavemeti ve sünekliği alaşımlandırma işlemleriyle geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu çalışmada, atomik olarak at.%0,5; 1,0; 1,5 oranlarında tungsten ilavesinin Fe3Al(Fe-at.%28Al) alaşımının gaz korozyonu, oda sıcaklığı ve yüksek sıcaklık basma mukavemeti özelliklerine etkisi ile oksit tabakası direncini arttıran itriyum ve oda sıcaklığı sünekliğini iyileştirdiği saptanan krom elementlerinin bu üçlü alaşımın oksitlenme, oksitlenme/sülfürlenme ve basma mukavemeti özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Oksitleme deneylerinde alaşımlar, 500°C, 900°C ve 1000°C sıcaklıklarda 24 saat boyunca saf O2 gazına maruz bırakılmışlardır. Oksitleme/sülfürleme işlemleri ise 900°C ve 1000°C sıcaklıklarda hacimce %6CO2, %80.6N2, %13O2, 4000 ppm SO2 içeren gaz karışımında 24 saat boyunca gerçekleştirilmiştir. Alaşımların oksitlenme ve oksitlenme/sülfürlenme özellikleri, numunelerin deney sırasındaki ağırlık değişimlerinin kaydedildiği termogravimetrik analiz cihazı kullanılarak ölçülmüştür. Daha sonra enerji dağılım spektroskobuna (EDS) sahip bir taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile Xışınları difraktometresi (XRD) kullanılarak, deneyler sonrasında numune yüzeylerinde oluşan oksit tabakalarının şekilleri, kimyasal bileşimleri ve kristal yapıları incelenmiştir. Alaşımlardaki dönüşüm sıcaklıkları diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) analizleri ile bulunmuştur. Mekanik testlerde numunelere, oda sıcaklığı ve 400, 500, 550, 600, 700°C sıcaklıklarda basma testleri uygulanmıştır. Tungsten elementinin ilavesiyle mukavemet ve süneklikte artış sağlanmışken, en iyi süneklik değerleri ise Cr ve Y elementlerinin ilavesinde elde edilmiştir. Alaşımlarda katastrofik korozyona rastlanmamış ve genel olarak Y elementi ile tabaka direnci sağlanmıştır. Iron aluminides are in interest of high temperature materials with the good oxidation and sulphidation properties. However, they show low strength at high temperatures and low ductility at room temperatures due to the hydrogen embrittlement. High temperature strength and room temperature ductility properties of Fe3Al alloys have being tried to improve. In this study, effect of 0.5, 1, 1.5 at% tungsten addition on the gas corrosion, room and high temperature compression strength properties of Fe3Al (Fe-28Al at.%) are investigated. Also the effect of Yttrium, which increases the resistance of oxide layer, on the oxidation, oxidation/sulphidation and compression strength of ternary alloy is studied. In addition, gas corrosion experiments of chrome including alloys are conducted and corrosion properties are investigated by addition of yttrium to increase the resistance of oxide layer. Chrome is determined to improve the room temperature ductility in literature. In experiments alloys are subjected to pure oxygen gas for 24 hours at 500°C, 900°C, and 1000 C. oxidation/sulphidation experiments are conducted for 24 hours 9000 and 1000 in gas mixture of 6% CO2, 80.6%N2, 13%O2 and 4000 ppm SO2 volume. Thermogravimetric analyse instrument is used in determination the oxidation and oxidation/sulphidation properties of alloys. Weight changes of the samples are recorded during the experiments by this instrument. The shapes, chemical composition and crystal structures of the oxide layers formed on the samples are determined by SEM/EDS and XRD analysis. Phase transformation temperatures of the alloys are studied by DSC analysis. Compression tests are performed at room temperature, 400°C, 500°C, 550°C, 600°C, and 700°C. As a result of the experiments, it is determined that tungsten addition is increased the strength and ductility and the highest ductility values are obtained with the additions of Cr and Y. Catastrophic corrosion is not observed in alloys and layer resistance is increased with Y addition.

Demir alüminatlar, iyi oksitlenme ve kükürtlenme dirençlerine bağlı olarak ilgi çeken yüksek sıcaklık malzemeleri olmuşlardır. Ancak bu malzemeler, yüksek sıcaklıklarda düşük mukavemet ve oda sıcaklığında hidrojen kırılganlığına bağlı olarak düşük süneklik göstermektedirler. Fe3Al alaşımlarının yüksek sıcaklık mukavemeti ve sünekliği alaşımlandırma işlemleriyle geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu çalışmada, atomik olarak at.%0,5; 1,0; 1,5 oranlarında tungsten ilavesinin Fe3Al(Fe-at.%28Al) alaşımının gaz korozyonu, oda sıcaklığı ve yüksek sıcaklık basma mukavemeti özelliklerine etkisi ile oksit tabakası direncini arttıran itriyum ve oda sıcaklığı sünekliğini iyileştirdiği saptanan krom elementlerinin bu üçlü alaşımın oksitlenme, oksitlenme/sülfürlenme ve basma mukavemeti özelliklerine etkisi araştırılmıştır.Oksitleme deneylerinde alaşımlar, 500 °C, 900 °C ve 1000 °C sıcaklıklarda 24 saat boyunca saf O2 gazına maruz bırakılmışlardır. Oksitleme/sülfürleme işlemleri ise 900 °C ve 1000 °C sıcaklıklarda hacimce %6 CO2, %80,6 N2, %13 O2, 4000 ppm SO2 içeren gaz karışımında 24 saat boyunca gerçekleştirilmiştir. Alaşımların oksitlenme ve oksitlenme/sülfürlenme özellikleri, numunelerin deney sırasındaki ağırlık değişimlerinin kaydedildiği termogravimetrik analiz cihazı kullanılarak ölçülmüştür. Daha sonra enerji dağılım spektroskobuna (EDS) sahip bir taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile X-ışınları difraktometresi (XRD) kullanılarak, deneyler sonrasında numune yüzeylerinde oluşan oksit tabakalarının şekilleri, kimyasal bileşimleri ve kristal yapıları incelenmiştir. Alaşımlardaki dönüşüm sıcaklıkları diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) analizleri ile bulunmuştur. Mekanik testlerde numunelere, oda sıcaklığı ve 400, 500, 550, 600, 700 ? C sıcaklıklarda basma testleri uygulanmıştır. Tungsten elementinin ilavesiyle mukavemet ve süneklikte artış sağlanmış, en iyi süneklik değerleri Cr ve Y elementlerinin ilavesinde elde edilmiştir. Alaşımlarda katastrofik korozyona rastlanmamış ve genel olarak Y elementi ile tabaka direnci sağlanmıştır. Iron aluminides were in interest of high temperature materials with the good oxidation and sulphidation properties. However, they showed low strength at high temperatures and low ductility at room temperatures due to the hydrogen embrittlement. High temperature strength and room temperature ductility properties of Fe3Al alloys had being tried to improve. In this study, effect of 0,5; 1,0; 1,5 at% tungsten addition on the gas corrosion, room and high temperature compression strength properties of Fe3Al (Fe-28Al at.%) were investigated. Also the effect of yttrium, which increased the resistance of oxide layer, on the oxidation, oxidation/sulphidation and compression strength of ternary alloy is studied. In addition, gas corrosion experiments of chrome including alloys were conducted and corrosion properties were investigated by addition of yttrium to increase the resistance of oxide layer. Chrome was determined to improve the room temperature ductility in literature.In experiments alloys were subjected to pure oxygen gas for 24 hours at 500 °C, 900 °C, and 1000 °C. Oxidation/sulphidation experiments were conducted for 24 hours in gas mixture of 6% CO2, 80,6%N2, 13%O2 and 4000 ppm SO2 in volume. Thermogravimetric analyse instrument was used in determination the oxidation and oxidation/sulphidation properties of alloys. Weight changes of the samples were recorded during the experiments by this instrument. The shapes, chemical composition and crystal structures of the oxide layers formed on the samples were determined by SEM/EDS and XRD analysis. Phase transformation temperatures of the alloys were studied by DSC analysis. Compression tests were performed at room temperature, 400 °C, 500 °C, 550 °C, 600 °C, and 700 °C. As a result of the experiments, it was determined that tungsten addition was increased the strength and ductility and the highest ductility values were obtained with the additions of Cr and Y. Catastrophic corrosion was not observed in alloys and layer resistance was increased with Y addition. 207

Bu çalıĢmada MgH2 tozu, katkı malzemesi olmadan ve ağırlıkça %5 V, Nb, Ti ve Grafit katkı malzemeleri ile öğütülmüĢtür. Öğütülen tozların karakterizasyonu, taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ıĢınları difraksiyon cihazı (XRD), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve yüzey alanı ölçüm cihazı (BET) cihazı kullanılarak yapılmıĢtır. Öğütmenin MgH2 tozunun hidrojen geri bırakım sıcaklığında etkili olduğu ve 2 saat öğütme ile MgH2 tozunun hidrojen geri bırakım sıcaklığının 60C düĢtüğü tespit edilmiĢtir. Hidrojen geri bırakım sıcaklığı ile öğütmeyle meydana gelen yapısal değiĢimlerin iliĢkili olduğu ortaya çıkarılmıĢtır. Özellikle, tozların partikül boyutunun azalmasının hidrojen geri bırakım sıcaklığının düĢüĢünde etkili olduğu görülmüĢtür. Ġlavelerle yapılan öğütmede de partikül boyutunun hidrojen geri bırakım sıcaklığına etkisi bulunmuĢtur. 320C, 340C ve 360C sıcaklıklarda volümetrik cihaz kullanılarak yapılan hidrojen depolama deneyleri sonucunda, öğütmenin MgH2 tozunun hidrojen emilim ve geri bırakım kinetiğini iyileĢtirdiği görülmüĢtür. Katkı malzemeleri ile yapılan öğütmeler sonucunda daha yüksek iyileĢtirici etki elde edilmiĢtir. Katkı maddeleriyle ya da katkı olmaksızın yapılan öğütmenin MgH2’ün termodinamik özelliklerini değiĢtirmediği, aktivasyon enerjisini ise düĢürdüğü görülmektedir. In this study, pure MgH2 powders and MgH2 powders added with wt.5% of V, Nb, Ti and Graphite were mechanically milled. The milled powders were characterized by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimeter (DSC) and surface area measurement unit (BET). The effect of mechanical milling on the hydrogen desorption temperature and the drop of 60C of desorption temperature were found. Correlation between hydrogen desorption temperature and structural properties was clarified. Especially, a profound effect of the decreasing of the powder particle size on the decreasing of the hydrogen desorption temperature was observed. It is also observed that for mechanically milled powders with additives, an apparent effect of the powder particle size on the hydrogen desorption temperature. After the hydrogen storage experiments were carried out in a Sievert’s type apparatus at 320C, 340C and 360C, it was found that mechanical milling improve the hydrogen sorption kinetics. It was obtained that the mechanical milling with additives gives much better sorption kinetics than the mechanical milling o pure MgH2. Thermodynamic properties of MgH2 were not altered by milling with or without additives, while the activation energy for desorption was reduced.

Bu tez çalışmasında, termostatlı banyoda akımsız Ni ? B kaplama çözeltisikullanılarak 2005 kaliteye sahip (Ereğli Demir ve Çelik Standardı) Ni ? P kaplıyumuşak çelik yüzeyi Ni ? B ile kaplanmıştır. Akımsız Nikel ? bor kaplamanın ısılişlem sıcaklıklarını belirlemek için diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) cihazıkullanılmış, kaplamanın yapısı ve mikro sertliği (hem kaplanmış hem de ısıl işlemgörmüş) ise X ışın difraktometre ve Shimadzu mikro sertlik cihazlarının kullanılması iledeğerlendirilmiştir. Diferansiyel taramalı kalorimetre cihazını kullanılarak akımsız Ni ?B kaplamaların faz dönüşüm sıcaklıkları 319 ve 435°C olarak belirlenmiş ve elde edilenverilerden yola çıkılarak ta 350 ve 450°C' de ısıl işlem yapılmıştır. Isıl işlemsiz ve ısılişlem görmüş Ni ? B kaplama yapıları X ışın difraktometre (XRD) cihazı kullanılarakincelenmiş, kaplama yapısının amorf (düzensiz) yapıdan kristalin (düzenli) bir yapıyadönüştüğü ve ısıl işlem ile Ni2B ve Ni3B çökelti fazlarının oluştuğu belirlenmiştir. Budurum ısıl işlemsiz Ni ? B kaplamanın ısıl işlem görerek sertliklerinin neden yükseldiğikonusunda önemli bir bilgi sağlamıştır. Yumuşak çelik, ısıl işlemsiz ve ısıl işlemgörmüş (350 ve 450°C) Ni ? B kaplamaların sertlik değerleri sırasıyla 150, 670, 870 ve1010 HV100 olmaktadır. Yumuşak çelik, ısıl işlemsiz ve ısıl işlem görmüş Ni ? Bkaplamaların korozyon hızlarını değerlendirmek için korozyon deneyinde polarizasyondavranışlarına bakılmış ve elde edilen verilerden yola çıkılarak birbirlerinden farklıoldukları tespit edilmiştir. Korozyon hızları yüksekten düşüğe yumuşak çelik, ısıl işlemgörmüş ve ısıl işlemsiz Ni ? B kaplamalar olarak sıralanmıştır. Ni ? B kaplı numuneninısıl işlem görmesi ile yapısının amorf yapıdan kristalin yapıya dönüşmesi korozyonhızındaki artışın temel sebebi olarak düşünülmüştür.Anahtar kelimeler: Yumuşak çelik, X ışın difraktometresi, Diferansiyel taramalıkalorimetresi In this thesis study, nickel phosphor - coated mild steel, which has 2005 guality(EreğliIron ve Steel Standard), was coated with nickel ? boron by using nickel ? boron platingbath. Differential scanning calorimetry used for determining the heat treatmenttemperatures of Ni ? B coating. The structure and microhardness of electroless Ni ? Bcoating (both in as-plated and heat-treated conditions) were also evaluated using X-raydifraction(XRD) and Shimadzu microhardness tester, respectively. Phase transformationtemperatures of electroless nickel ? boron plating was observed as 319°C and 435°C,by using differential scanning calorimetry and heat treatment was conducted at 350°Cand 450°C. The structure of electroless Ni-B coatings both in as-plated and heat treatedconditions were examined by X-ray Diffraction (XRD) and the XRD results revealedthat the coating structure transformed from amorphous phase to crystalline with heattreatment and Ni2B and Ni3B phases precipitated. The precipiation of these phases withheat treatment explained the reason for the increase in the microhardness values of thecoating. The microhardness values of mild steel in the conditions of uncoated, as-plated,heat treated at 350 oC and 450oC were 150, 670, 870, and 1010 HV100 , respectively.Potendiodynamic polarization experiments were conducted to evaluate the corrosionrates of mild steel substrate, as-plated and heat treated coatings. The highest corrosionrate was observed for mild steel substrates and the lowest for as-plated coatings. Thetransformation of the structure of the coatings from amorphous to crystalline phase wasconsidered as the main reason of the increase in corrosion rate of heat treated coatings.Key words: Mild steel, X ray diffraction, differential scanning calorimetry 69

Bu tez çalısmasında önce, Bandırma Borik Asit Fabrikası'ndan alınan sulu borik asit180 OC'de susuzlastırılarak susuz borik asit elde edilmistir. Elde edilen susuz borik asit (boroksit) ile %99,99 saflıktaki magnezyum tozları karıstırılıp, metal bir kalıpta sıkıstırılmıs, 800OC'de indirgeme gerçeklestirilmistir. İndirgeme sonucu olusan elementel bor, asidik bir liçprosesi ile açığa çıkarılmıstır. Elde edilen elementel bor X-ray diffraction (XRD) veScanning Electron Microscope (SEM) ? Wavelenght Dispersive Spectroscopy (WDS)cihazlarında analiz edilmis ve sonuçlar irdelenmistir.Anahtar Kelimeler: Elementel bor, bor, bor oksit, magnezyumla indirgeme In this study firstly, boron oxide was produced at 180 oC by dehydrating orthoboricacid which supplied from Bandırma Boron Oxide Factory. The obtained boron oxide and%99,99 purity magnesium were mixed and compressed in a metal dye and then reductionprocess was carried to produce elemental boron at 800 oC. The elemental boron wasobtained by an acidic leaching process. Afterwards elemental boron was analised using Xraydiffraction (XRD) and Scanning Electron Microscope (SEM) equipped withWavelenght Dispersive Spectroscopy (WDS) and results were discussed.Keywords: Elemental boron, boron, boron oxide, magnesium reduction 54

ivDemir Aluminatların Borlanması ve Aşınma Özelliklerinin Belirlenmesibrahim ÇEL KYÜREKÖZETBu çalışmada metalik malzemelerin nispeten yeni bir sınıfını oluşturan metaller arasıbileşiklerden Fe-Al esaslı alaşımlara sıvı borlama işlemi uygulayarak yüzeyde aşınmaya karşıdirençli bir tabaka oluşturmak hedeflenmiştir. Borlama sırasında işlem şartlarının tabakakalınlığına, sertliğine, morfolojisine, oluşan fazlara ve abrasif ve adhesif aşınma direncineetkileri araştırılmıştır.Borlanmış numunelerin karakterizasyonunda optik mikroskop, görüntü analizörü,SEM-EDS, RF GDS, mikro sertlik ölçümü ve XRD kullanılmıştır.Önce çok bilinen Fe3Al esaslı Fe72Al28 alaşımı 900, 950, 1000 ve 1050oC sıcaklıklarda3, 6, 9 ve 12 saat süreyle borlanmış ve borlama kinetiği çıkartılmıştır. Borür tabakasındayapılan SEM-EDS analizleri borlamanın matrise doğru Al göçüyle birlikte gerçekleştiğinigöstermiştir. Al içeriğinin borlama kinetiğine etkisini belirlemek için saf demirden atomca%40'a kadar Al içerikli alaşımlar hazırlanarak aynı şartlarda borlanmıştır. Al içeriğininborlama kinetiğine, oluşan fazlara, borür tabakası kalınlık, sertlik ve morfolojisine etkisibelirlenmiştir. Tüm bileşimlerde işlem süresi ve sıcaklığı arttıkça borür tabakası kalınlığınınve sertliğinin arttığı bulunmuştur. Tüm işlem şartları için ise alaşımdaki Al miktarınınartmasıyla borür tabaka kalınlığının azaldığı ve sertliğinin arttığı görülmüştür. Alaşımdaki Almiktarının artmasının borür tabakası morfolojisini düzleştirdiği ve FeB fazı oluşumu eğiliminiartırdığı tespit edilmiştir. Aktivasyon enerjisi değerinin de artan Al miktarı ile büyük miktardayükseldiği görülmüştür.Aşınma testleri abrasif ve adhesif olmak üzere iki tip olarak sadece borlanmış Fe72Al28alaşımına uygulanmıştır. Aşınmaya en dirençli borür tabakasının hangi şartlarda oluştuğuaraştırılmış ve en yüksek abrasif ve adhesif aşınma direnci 1000oC'de 6 saat borlanannumunede sağlanmıştır.Anahtar kelimeler: Borlama, aşınma, metallerarası bileşikler vThe Boriding and Determination of Wear Behaviors of Iron Aluminidesbrahim ÇEL KYÜREKSUMMARYIn this study, it is aimed to optain a wear resistant layer on the surface of Fe-Alalloys by liquid boriding process. The effect of process parameters on the boride thickness,hardness, morphology, types of phases and abrasive and adhesive wear resistance wasinvestigated.Optical microscopy, image analyzer, SEM-EDS, RF-GDS, microhardnessmeasurements and XRD were used for the characterization of borided samples.The well known Fe3Al based Fe72Al28 alloy was firstly borided at temperatures 900,950, 1000 and 1050oC for duration of 3, 6, 9, and 12h and boriding kinetics was determined.SEM-EDS analyses of borided samples of this alloy were revealed that boriding occurs withthe Al migration to the matrix phase. The alloys from pure iron to 40 at.%Al with differentAl contents were prepared and borided at the same conditions to determine the effect of Alon the boriding kinetics. It is observed that the thickness and hardness of boride layersincrease with increasing temperature and time for all alloys. It is also observed that thethickness of boride layers decrease and the hardness increase with increasing Al content. Itis determined that the increase in Al content smoothes the morphology of boride layers andpromotes the formation of FeB phase. The activation energy is also increased with theincreasing Al content.The abrasive and adhesive wear tests were performed using Fe72Al28 alloy to findthe experimental conditions producing the most wear resistant boride layer. The resultsshow that the sample borided at 1000oC for 6 hours has the highest abrasive and adhesivewear resistance.Keywords: Boriding, wear, intermetallic compounds 194

Bu çalışmada sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ile birleştirilen AA2024-T3 alüminyum levhaların mikro yapı ve mekanik özellikleri işlem parametrelerine bağlı olarak incelenmiştir. Kaynak süresince karıştırıcı ucun devir sayısı ve kaynak ilerleme hızı değişken parametreler olarak alınmıştır. Karıştırıcı uç geometrisi ise sabit tutulmuştur. Bu amaçla dört farklı devir sayısı (160-315-400-630 dev/dk) ve dört farklı kaynak ilerleme hızı (25-50-100-125 mm/dk) kullanılmıştır. Kaynaklı birleştirmelere metalografik ve mekanik testler yapılarak işlem parametrelerinin etkileri araştırılmıştır. In this study, microstructure and mechanical properties of AA2024-T3 aluminium sheets joined by friction stir welding were examined as dependence process parameters. During welding, rotational speed of the welding stir tool and welding speed were choosen as the variable parameters. Also geometry of welding stir tool were constant. For this purpose four different rotational speed (160-315-400-630 rpm) and four different welding speed (25-50-100-125 mm/min) were used. Influence of process parameters were investigated by metallographic and mechanical tests. Keywords: Friction stir welding, mechanical properties, welding of aluminium alloys.

IVÖZETBu çalışmada, katı ortamda borlanmış AISI 1030 çeliğinde ısıl işlemparametrelerinin yüzey ve aşınma özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Borlanmışnumuneler; mikroyapı, mikrosertlik ölçümleri, tabaka kalınlığı ölçümleri, borlamatabakasının büyüme kinetiği ve abrazif aşınma deneyleri ile karakterize edilmiştir. Kutuborlama yöntemi ile yüzeyi sertleştirilmiş AISI 1030 çelik numunelerin abrazif aşınmadirenci incelenmişdir. Tabakanın büyüme kinetiği, işlem sıcaklığı ve süresine bağlıolan tabaka kalınlığının ölçülmesi ile analiz edilmiştir. Borlama deneyleri 900ºC,950ºC, 1000ºC ve 1050ºC'de 2, 4 ve 6 saat sürelerde, EKabor®2 tozunda yapılmıştır.Borür tabakası fazlarının (FeB + Fe2B) varlığı mikroyapı analizleriyle tespit edilmiştir.Borlanmış numunelerin sertliği yüzeyden içeriye doğru ilerledikçe azalmaktadır. şlemsıcaklığına ve borlama süresine bağlı olarak, borür tabakasının kalınlığı 80,6 m ile340,9 m arasında değişmektedir. Borlama süresinin uzaması, yüzey tabakasınınkalınlaşması ile sonuçlanmaktadır. Yapılan kinetik çalışmaları sonucu; aktivasyonenerjisi (Q) 121,3 kJ mol-1 olarak bulunmuştur. Difüzyon katsayısı (K); 1,3112x10-8 ile5,3852x10-8 cm-2s-1 arasında değişmektedir. Bu çalışmanın sonunda AISI 1030çeliğinin yüzey özelliklerinin borlama ısıl işlemiyle iyleştirilmiş olduğu görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Borlama, abrazif aşınma, kinetik. VSUMMARYIn this study, the effect of heat treatment parameters on surface and wearproperties of boronized AISI 1030 steel by pack method was investigated. The boridedsamples were characterized by means of microstructure, microhardness measurements,thickness of coating layer measurements, growth kinetics of borided layer and abrasivewear tests. The adhesive wear resistance of surface hardened AISI 1030 steelspecimens by pack boronizing method is investigated. The growth kinetics of the layeris analyzed by measuring the thickness of the layer as a function of the treatment timeand temperature. Boronizing was performed in EKabor®2 powders. Boronizingtreatments were conducted at 900ºC, 950ºC, 1000ºC and 1050ºC, for 2, 4 and 6 h,respectively. The presence of borides (FeB + Fe2B) formed on the surface of steelsubstrate was confirmed by microstructure analysis. The hardness of borided specimensdecreased with the distance from the surface to the interior of the test material.Depending on process temperature and boronizing time the thickness of boride layersranged from 80,6 to 340,9 m. The longer boronizing time resulted in the thickersurface layer. It was also observed that boride layers have three different regions: (a)boride layer; (b) transition zone; and (c) matrix. The results of kinetic studies show thatactivation energy (Q) was formed to be 121,3 kJ mol-1. The growth rate constant (K)ranged from 1,3112x10-8 to 5,3852x10-8 cm-2s-1. Consequently, the boride layerimproved the tribological properties of AISI 1030 steel.Keywords: Boronizing, abrasive wear behavior, kinetics. 108