FeNiCuTiW Tipi Yüksek Entropili Alaşımların Farklı Kaynak Yöntemleri İle Birleştirilebilirliğinin Araştırılması

Abstract

Yüksek entropili alaşımlar, malzeme bilimi alanında önemli bir ilerlemeyi temsil eder. Bu alaşımlar, yüksek mukavemet, mükemmel korozyon direnci ve benzersiz termal özelliklerin bir kombinasyonunu sunar ve bu da onları çeşitli endüstrilerde çok çeşitli uygulamalar için uygun hale getirir. Bu çalışmada, yüksek entropili alaşım (YEA) tasarımı anlayışı ile yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılabilecek malzemelerin tasarımı, üretilmesi ve bu malzemelerin Difüzyon Kaynağı ile kaynak edilmesi amaçlanmıştır. Mol oranınca farklı Tungsten (W) katkılı FeNiCuTiWx (mol oranındaki x değerleri, x=0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1) yüksek entropili alaşımları ark ergitme yöntemiyle üretilmiştir. Üretilen malzemelere difüzyon, elektrik direnç ısıtmalı aratabakalı sert lehimleme ve lazer kaynak işlemleri uygulanmıştır. Üretilen bu numunelere mikrosertlik testi uygulanmış, mikroyapıda oluşan değişiklikler taramalı elektron mikroskopu, enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX), XRD (X-ışını kırınımı) analizleri ve optik mikroksop gibi karakterizasyon teknikleri kullanılarak analiz edilmiştir. Difüzyon kaynağı işlemi başarısız olmasına karşın aratabakalı elektrik direnç ısıtmalı sert lehim uygulaması oldukca başarılı olmuştur. Lazer kaynak işlemide benzer şekilde başarılı olmuş ve kesme testi bu numunelere uygulanmıştır. Kesme testi sonuçları, Lazer kaynaklarının daha iyi kesme dayanımı performansı göstertiğini ortaya koymuştur.

High entropy alloys represent a significant advance in the field of materials science. These alloys offer a combination of high strength, excellent corrosion resistance, and unique thermal properties, making them suitable for a wide range of applications in various industries. In this study, the design, production, and diffusion welding of materials that can be used in high temperature applications with the concept of high entropy alloy (HEA) design were aimed. High entropy alloys with different tungsten (W) doping ratios (x values in mole ratio, x=0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1) were produced by arc melting method. Diffusion, electrically resistive heated interlayer hard soldering, and laser welding processes were applied to the produced materials. Microhardness testing was performed on these samples, and the changes in microstructure were analysed using characterisation techniques such as scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), XRD (X-ray diffraction) analysis, and optical microscopy. Although the diffusion bonding process was unsuccessful, the hard soldering application using an electric resistance heater with a sublayer was quite successful. The laser welding process was similarly successful, and a shear test was applied to these samples. The shear test results revealed that laser welds exhibited better shear strength performance.