Investigation of erosion-corrosion resistance of 2017A aluminium oxidized by micro-arc oxidation process

Abstract

GirişEndüstride kullanılan pek çok malzeme, kullanım alanlarına paralel olarak birtakım sıvılarla temas etmekte ve bu temaslara bağlı olarak da hasara uğrayabilmektedir. Sıvının asitlik/bazlık gibi karakteristik özelliklerine bağlı olarak malzeme çeşitli şekillerde kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonlara uğramakta ve dolayısıyla korozyona maruz kalmaktadır. Ayrıca malzeme bu tür sıvıların özellikle akış haline ve içerdiği bazı aşındırıcı maddelere maruz kalmak suretiyle aşınmaya da uğrayabilmekte, yani erozyon etkisine maruz kalabilmektedir. İşte bu iki etkinin malzemeye aynı anda tesir etmesi sonucu malzeme erozyon-korozyon etkisine maruz kalmış ve hem kimyasal hem de mekanik olarak hasar görmüş olur.Erozyon-korozyon malzemenin kavitasyon (kovuklaşma) ve sıvı erozyonu içeren erozyon ve korozyon etkilerine eş zamanlı olarak maruz kalması olarak açıklanabilir [1]. Malzemelerin imalatında ve kullanım alanlarında hem iyi korozif özellikler, hem de güçlü aşınma direnci arzulanır. Paslanmaz çelik gibi metaller yaygın kullanılması ve iyi korozyon dirençleriyle, refrakter metalleri olan tantalyum ve zirkonyum gibi metaller de yine güçlü korozyon dirençleriyle öne çıkarlar [2]. Nikel-alüminyum bronzları da yine iyi korozyon direncine ve sağlam mekanik dirence sahiptir [3].Öte yandan alüminyum gibi bazı hafif metaller, yüzeylerindeki pasif oksit tabakası sayesinde korozyona karşı iyi direnç gösterirler. Ayrıca spesifik dayanımları da bazen çeliğin bile üzerinde olabilmektedir. Bu metallerin en önemli avantajı ise hafif olmalarıdır ve bu özellik onları diğer metallere göre daha tercih edilir kılar [4]. Diğer yandan bu tip metallerin erozyon ve korozyona karşı yüzeylerinin daha da dayanıklı kılmak için yüzeylerinin modifiye edilmesi de mümkündür. Bu amaç doğrultusunda birçok yaygın kullanılan yüzey modifikasyon yöntemleri olup bunlardan biride Mikro ark oksidasyon (MAO) tekniğidir. MAO yöntemi, yüzeyinde doğal olarak pasif oksit tabakası bulunduran ve valf metalleri yahut geçiş metaller (Al, Mg, Ti, Zr.) olarak da bilinen birtakım metallerin yüzeylerini kuvvetlendirmeye ve aşınma ve korozyona karşı direnç sağlamaya yarar. MAO işlemi literatürde, kıvılcımlı anodik oksidasyon, mikro plazma oksidasyon veya plazma elektrolitik oksidasyon gibi pek çok isimle de anılmaktadır. Bu proseste elektrolitik bir hücre bulunuyor olup anot kısmında oksitlenecek metal, katot kısmında genelde paslanmaz çelik gibi bir metal, iyon taşınımı ve oksidasyonu sağlayan uygun bir çözelti ve güç kaynağıyla soğutma sistemi bulunur.