Biyomalzemeler İçin Toz Metalurjisi Yöntemiyle Üretilen Timocu Alaşımlarının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

ÖZET: Bu çalışma biyomalzeme alanında kullanılmak üzere toz metalurjisi prosesleri kullanılarak TixMo5Cu alaşımları üretilmiştir. Farklı oranlarda Mo takviyesi yapılarak, 550 MPa basınç altında soğuk preslemeyle şekilendirilmiştir. Şekillendirilen numuneler 5 farklı sıcaklıkta 180 dakika bekleme süresi ile sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Sinterleme süresi boyunca oksidasyondan korumak için %99,99 saflıkta argon gazı kullanılmıştır. Daha sonra numunelere Arşimet prensibiyle yoğunluk testleri yapılmıştır. En yüksek yoğunluğa 1300°C‟de sinterlenen alaşımlarda ulaşıldığı için; X-ışınları analizi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), yüzey kırık analizi, (EDS) analizleri, çekme, sertlik gibi mekanik testler 1300°C üretilen numunelere uygulanmıştır. Yoğunluk testi ile artan Mo oranıyla bağıl yoğunluk değerlerinin azaldığı görülmüştür. XRD analizi ile faz yapısını, SEM ile mikroyapı özellikleri belirlenmiştir. Mekanik özellikleri için, vickers sertlik ve çekme testlerinden faydalanılmıştır. İlave edilen alaşım elementlerinin ve farklı sinterleme sıcaklıklarının mikroyapı ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri gözlenmiştir. Mo artış oranına bağlı olarak mukavemet ve yoğunlukta azalma görülürken, sertlikte artış tespit edilmiştir.

ABSTRACT: In this study, TixMo5Cu alloys were produced using powder metallurgy processes for use in the field of biomaterials. It was shaped by cold pressing under 550 MPa pressure by adding Mo reinforcement at different rates. The shaped samples were subjected to sintering at 5 different temperatures with a waiting time of 180 minutes. During the sintering period, 99.99% pure argon gas was used to protect it from oxidation. Then, density tests were performed on the samples with Archimedes principle. Since the highest density is reached in alloys sintered at 1300°C; Mechanical tests such as X-ray analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), surface fracture analysis (EDS), tensile and hardness were applied to the samples produced at 1300°C. With the density test, it was observed that the relative density values decreased with increasing Mo ratio. Phase structure was determined by XRD analysis and microstructure properties were determined by SEM. For mechanical properties, vickers hardness and tensile tests were used. The effects of added alloying elements and different sintering temperatures on microstructure and mechanical properties were observed. Depending on the increase in Mo, a decrease in strength and density was observed, while an increase in hardness was detected.