The Role of Molybdenum Addition on the Microstructure and Nanohardness of CoCrFeNi-Based High Entropy Alloys

OpenAlex Türkçe

Yüksek entropili alaşımlar (YEA'lar), günümüzde yenilikçi mühendislik malzemeleri arasında öne çıkan bir sınıftır ve birçok endüstriyel alanda artan bir ilgi görmektedir. Havacılık sektöründe, bu alaşımlar hem dayanım hem de hafiflik gereksinimlerini karşılamaları nedeniyle eşsiz bir potansiyele sahiptir. Geleneksel alaşımlara kıyasla daha üstün mekanik, termal ve kimyasal özellikler sunan YEA’lar, bu nedenle modern havacılık uygulamaları için umut vaat eden malzemeler olarak değerlendirilmiştir. Bu çalışmada, CoCrFeNiMox (x=0, 0,2, 0,4 % at.) YEA’ları vakumlu ark ergitme yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen YEA’ların, X-Işınları Difraktometresi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), vickers sertlik testi, basma testi ve nanoindentasyon testi ile yapısal ve mekanik özellikleri karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, yüzey merkezli kübik (YMK) yapılı matris oluşmakta ve Mo ilavesi ile kafes parametresi artmaktadır. Atomikçe %2 Mo ilavesinin bile mikroyapıda önemli değişikliklere sebep olduğu, dendritik yapının oluşmasına yol açtığı mikroyapısal incelemelerle tespit edilmiştir. Mo ilavesinin %4’e çıkarılması ile dendritler arası bölgede Mo-Cr zengin bölgeler oluşmaktadır. Yapıda Mo içeriği %0, %2 ve %4 (% at.) için sertlik değerleri 184 HV, 195 HV, 214 HV olarak elde edilirken, basma testinden elde edilen akma dayancı ise 206 MPa, 254 MPa ve 287 MPa olarak ölçülmüştür. Nanoindentasyon testleri ile, Cr-Mo zengin bölgelerde yüksek sertlik değerleri (~7,9 GPa) tespit edilmiş, bu durum Mo'nun katı çözelti sertleşmesi ve segregasyon mekanizmalarıyla alaşımı güçlendirdiğini doğrulamıştır. Elde edilen bulgular, CoCrFeNi alaşımına Mo ilavesinin yapıdaki süneklik özelliğinin korunarak katı çözelti sertleşmesi ve minör düzeyde ikincil faz çökelmeleri ile dayanımın arttırdığını göstermektedir. Bulgular, YEA’ların mekanik dayanım ve mikroyapısal özelliklerin kritik olduğu havacılık uygulamaları için güçlü adaylar olduğunu ortaya koymaktadır.