SHS Yöntemiyle Üretilen Tabakalı Nial(Co/Cr) Alaşımının Mikroyapı ve Gözenek Oranına İşlem Parametrelerinin Etkisi

The effect of process parameters on microstructure and porosity of layered NiAl(Co/Cr) alloy produced by SHS method

Özet

Bu çalışmada SHS yöntemiyle üretilmiş olan tabakalı NiAl(Co/Cr)alaşımının mikroyapı ve gözenek oranına sıkıştırma basıncı, ön ısıtma ve alaşımlamanın etkisi incelendi. % 50 Ni-%50 Al tozlarına her tabakaya %3, %6 ve %10 Co ve Cr tozları ilave edilerek 300 dev/dk hızında 12 saat süreyle döner bir kap içerisinde karıştırıldı. Karıştırılan tozlar bir kalıp içerisinde soğuk presle 50,100 ve 200 MPa basınçla briketlendi. Elde edilen ham numuneler daha sonra argon atmosfer kontrolündeki bir odacığa alınarak ön ısıtmasız ve 250 oC ön ısıtmalı olarak ateşlenerek sentezlendi. Yanma reaksiyonu ile sentezlenen numunelerin mikroyapıları, elementel analizi ve faz analizi SEM-BSE, EDS ve XRD cihazlarıyla incelendi. EDS analizi sonucunda en yüksek değerde Ni elementinin olduğu, bunu takiben Al ve alaşıma göre Co ve Cr olduğu belirlendi. Faz bileşenlerini belirlemek için yapılan XRD analizinde ise en yüksek pik değerlerin NiAl olduğu, düşük değerdeki piklerin Ni3Al ve NiAl3 olduğu tespit edildi. Yapılan yoğunluk hesaplamaları sonucunda gözenek oranını etkileyen en önemli parametrenin sıkıştırma basıncının olduğu, bunun temel nedeninin basıncının artmasıyla tozların birbirine temasının artması sonuncunda yanma reaksiyonun kesilmeden ilerlemesi, ergimiş tozların yer değiştirme fırsatı olmadan katılaşmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. En yüksek gözenek değerleri ön ısıtmasız 50 MPa basınca sahip numunelerde oluştuğu belirlendi.

Abstract

This paper deals with the investigation of microstructure and porosity of layered compounds of NiAl(Co/Cr) powders by SHSmethod. Layers of 50% Ni-50% Al powders were mixed with 3%, 6% and 10% of Co and Cr powders. These were mixed for 12hours in a rotational container with a speed of 300 rpm. Mixed powders were cold compressed in a mould with pressures of 50,100 and 200 MPa. The obtained samples were then synthesized in an argon controlled atmosphere with and without preheating to250 oC. The microstructure of synthesized samples was analysed using SEM-BSE, EDS and XRD. The EDS results showed thatthe samples were containing Ni in majority along with Al, Co, and Cr. To determine the phase components, XRD spectra wasanalysed and the peaks of NiAl, Ni3Al, and NiAl3 were confirmed with NiAl having the highest peak intensity. The densitycalculations showed that the ratio of pores was affected the most from pressure. The main reason for this was attributed to the bettercontact of the powders under higher pressure which helped an uninterrupted reaction. The highest pore ratio values were obtainedfrom samples produced under 50 MPa pressure.