SPARK PLAZMA SİNTERLEME YÖNTEMİ İLE ÜRETİLEN CoCrFeMnNi YÜKSEK ENTROPİLİ ALAŞIMIN MİKROYAPISAL KARAKTERİZASYONU

Yüksek entropili alaşımlar (YEA’lar), yaklaşık eş atomik oranlarda beş veya daha fazla ana elementin bir araya getirilmesiyle oluşturulan ve sahip oldukları yüksek konfigürasyonel entropi sayesinde geleneksel alaşımlardan farklı mikroyapısal ve mekanik özellikler sergileyen yeni nesil mühendislik malzemeleridir. Bu alaşımlar arasında yer alan yüzey merkezli kübik yapılı CoCrFeMnNi (Cantor) alaşımı, yüksek süneklik, yüksek tokluk ve iyi mekanik özellik kombinasyonu nedeniyle son yıllarda yoğun ilgi görmektedir. Özellikle metal eklemeli imalat teknolojilerinin yaygınlaşmasıyla birlikte yüksek performanslı alaşım tozlarına olan ihtiyaç artmış, bu durum yüksek entropili alaşımların toz metalurjisi yöntemleriyle üretimine yönelik çalışmaları hızlandırmıştır. Spark plazma sinterleme (SPS), kısa işlem süreleri, yüksek ısıtma hızları ve yüksek yoğunluklu yapıların elde edilmesine olanak sağlaması nedeniyle bu alaşımların üretiminde öne çıkan yöntemlerden biridir. Bu çalışma kapsamında Co, Cr, Fe, Mn ve Ni elementel tozları eş atomik oranlarda bir araya getirilmiş, mekanik alaşımlama ile karıştırılmış ve SPS yöntemi ile yoğunlaştırılarak CoCrFeMnNi yüksek entropili alaşımı üretilmiştir. Sinterleme işlemi 40 MPa basınç altında 1200 °C sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Alaşımın teorik yoğunluğu 7,97 g/cm³ olarak hesaplanmış, sinterleme sonrası yoğunluğu ise 7,73 g/cm³ olarak ölçülmüş ve yaklaşık %97 bağıl yoğunluğa ulaşılmıştır. Mikroyapısal karakterizasyon çalışmaları X-ışını difraksiyonu, optik mikroskobu, taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağılımlı spektrometresi (EDS) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar alaşımın baskın olarak yüzey merkezli (YMK) kristal yapıya sahip olduğunu göstermiştir. Mikroyapı incelemeleri, sinterleme sonucunda oluşan YMK

matriks içerisinde sınırlı miktarda çözünmemiş partikül ve porozite bulunduğunu ortaya koymuştur. EDS haritalama sonuçları Co, Fe ve Ni elementlerinin matriks içerisinde daha homojen dağıldığını, Cr ve Mn elementlerinin ise yer yer zenginleşmiş bölgeler oluşturduğunu göstermiştir. Sonuç olarak SPS yöntemi ile yüksek yoğunluklu CoCrFeMnNi yüksek entropili alaşımlarının başarıyla üretilebildiği ortaya konmuş, elde edilen bulguların yüksek entropili alaşımların toz bazlı üretimi ve metal eklemeli imalat