Hvof Yöntemiyle Kaplanmış Küresel Grafitli Dökme Demirin Sıcak Korozyon Davranışının Araştırılması

Abstract

Endüstriyel uygulamalardaki yüksek çalışma sıcaklıklarında, malzemelerin ısı ve korozyona direnci önemli bir etkendir. Malzemeleri korozif ortamdan korumak için bazı kaplamalar uygulanmaktadır. Otomobillerin motorlarında, kirli yakıtların vanadyum ve sülfat ihtiva etmesinden dolayı bu tuzlar, yüksek sıcaklıktaki korozif aşınma oranını arttırmaktadır. Bu araştırmada, kaplanmış olan malzemelerin laboratuvar ortamında, yüksek sıcaklıklarda bu istenmeyen tuzlara karşı dayanımı ve meydana gelebilecek olası makro ve mikro yapı değişiklikleri incelenmiştir. Küresel grafitli dökme demir malzemeden hazırlanan numuneler, Termal Püskürtme yöntemlerinden Yüksek Hızlı Oksi-Yakıt (HVOF) yöntemi ile Amdry 9624 (NiCrAlY) ve Amdry 9951 (CoNiCrAl) metalik tozları ile kaplanmıştır. Kaplama tabakasının yapışma özellikleri Rockwell-C Adhezyon yöntemi ile analiz edilmiştir. Ayrıca kaplama yüzeylerine Vanadyum Pentaoksit (V2O5) ve Sodyum Sülfat (Na2SO4) tuz karışımı tatbik edildikten sonra kuyu tipi fırın içerisinde 500 oC, 600 oC ve 700 oC olmak üzere 3 farklı sıcaklıkta 6 saat bekletilerek Sıcak Korozyon testi uygulanmıştır. Sıcak Korozyon deneyine tabi tutulmuş numunelerin yüzeyindeki makro ve mikro yapı değişiklikleri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve X Işınları Difraksiyonu (XRD) yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Rockwell-C Adhezyon testi sonucunda iki farklı metalik tozdan elde edilen, her iki kaplamanın da yapışma mukavemetinin VDI 3198 prensiplerine göre kabul edilebilir (HF1) kategoride olduğu belirlenmiştir. Amdry 9624 ve Amdry 9951 olmak üzere iki farklı metalik tozun HVOF yöntemiyle kaplanmış, 500 oC’de sıcaklıkta sıcak korozyon deneyine tabi tutulmuş numunelerde korozif tuzlarla ve atmosfer ile etkileşimi sonucunda herhangi bir korozyon ürünü oluşmadığı tespit edilmiştir. 600 oC ve 700 oC sıcaklıkta ise Amdry 9624 kaplamada, Ni3V2O8, NaCrV2O7 ve AlV2O4, Amdry 9951 kaplamada CO1.5Ni1.5(VO4)2 ve AlV2O4 vanadat bileşiklerinin korozyon ürünü olarak meydana geldiği tespit edilmiştir. Sıcak korozyon deneyine tabi tutulmuş numunelerin yüzeylerinde vanadat bileşikleri halinde meydana gelen korozyon ürünlerinin SEM görüntülerinde ince, uzun ve kolonsal yapılar halinde bulunduğu belirlenmiştir. Her iki kaplamanın da altlık malzemeyi korozif dış etkilerden koruduğu ve kaplama tabakasından altlık malzemeye doğru herhangi bir difüzyon mekanizmasının oluşmadığı tespit edilmiştir. Sıcak korozyon deneyi sonrasında kaplama kalınlıklarında bariz bir azalmanın gerçekleşmediği gözlemlenmiştir.