Farklı asitlerle yapılan anodik oksidasyon işlemlerinin 2024 ve 7075 alüminyum alaşımlarının korozyon direncine etkisi

Abstract

Çalışmada, üstün mekanik ve kimyasal özelliklerinden dolayı havacılık sektöründe gövde ve kanat yapılarında yoğun olarak kullanılan 2024 ve 7075 serisi alüminyum alaşımlarının korozyon dirençleri üzerine deneyler yapılmıştır. Bu iki farklı alüminyum alaşımından hazırlanan test numuneleri 3 farklı anodizasyon yöntemi ile kaplanmıştır. Bu kaplama ile numunelere kazandırılan korozyon direnci kabiliyetleri karşılaştırılmıştır. Bu üç yöntem Kromik Asit Oksidasyon, Tartarik Sülfürik Asit Oksidasyon ve Borik Sülfürik Asit Oksidasyon yöntemleridir. Dünyanın önde gelen havacılık şirketleri geçtiğimiz yıllarda kromik asit yardımıyla yapılan oksidasyon işlemlerinin oranlarını günden güne azaltarak yerine Tartarik Sülfürik Asit Oksidasyon ve Borik Sülfürik Asit Oksidasyon yöntemlerinin kullanım oranını artırmıştır. Bu değişimin sebebi, Kromik Asit Oksidasyon yöntemi sonucu çevreye salınan Cr (VI) miktarıdır. Bu metalin doğaya ve insan sağlığına olan zararları birçok uluslararası çalışma ve makale ile kanıtlanmıştır. Ayrıca Dünya Sağlık Örgütü ve Avrupa Birliği gibi dünya çapında etkinliği olan oluşumlar da Cr (VI) bileşiklerinin kanserojen doğası sebebiyle bu kimyasalın kullanıldığı eylemlerde sert regülatif yaptırımlar uygulanmakta. Bu sebeple sanayide kullanımı da günden güne azalmakta. İçinde bulunulan bu güncel durum sonucu Kromik Asit Oksidasyon yöntemine alternatif bir kaplama yöntemi belirlenmesi elzem olmuştur. Bu yöntemi belirlemek için dünya çapında yoğun olarak uygulanmaya başlanan iki farklı alternatif olarak karşılaşılan Tartarik Sülfürik Asit Oksidasyon ve Borik Sülfürik Asit Oksidasyon yöntemleri belirlenmiştir. Deneyler öncesinde ilk işlem numunelerin kaplanması ve boyanması aşamalarıdır. 2024 ve 7075 serisi alüminyum levhalar Kromik Asit Oksidasyon, Tartarik Sülfürik Asit Oksidasyon ve Borik Sülfürik Asit Oksidasyon olmak üzere 3 farklı kaplama yöntemiyle işlem görerek toplamda 6 farklı numune grubu oluşturulmuştur. Ardından bu numunelerin bir kısmı gerekli testlerde kullanılmak üzere boyanmıştır. Oksidasyon işlemleri tamamlanan test numuneleri, yapılacak deneylere uygun olarak yalnızca kaplama veya kaplama ve boyama şeklinde işlem görmüşlerdir. Yalnızca kaplama uygulanmış numunelere görsel muayene, kaplama ağırlığı, kaplama kalınlığı, korozyon direnci ve XRD analizi gibi testler uygulanırken; kaplama ve boyama işlemi uygulanmış olan numunelere metalografiik analiz, optik mikroskop incelemesi ve boya tutunması gibi incelemeler yapılmıştır. Çalışmada korozyon direncinin yanı sıra, korozyon direncine etki edecek olan kaplama ağırlığı, kaplama kalınlığı ve boya tutunması özellikleri de incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Bu parametrelerle beraber SEM ve XRD kullanılarak yüzey ve kesit analizleri, kristal yapılardaki değişimler ve farklılıklar, faz dağılımları ve kristal boyutları incelenmiştir. Numunelerin boya tutunma kabiliyetleri deney sonucu için önem arz eden parametrelerinden biridir. Bu kabiliyeti ölçmek için uygulanan deney TS EN ISO 2409 standardına uygun olarak yapılan çapraz çizik testidir. Test her iki alüminyum serisinin 3 farklı kaplama yöntemi ile kaplanan numunelerine uygulanmıştır. Deneyin her bir numune için üst düzey başarı ile sonuçlandığı görülmüş ve boya tutunmasının üç kaplama yöntemi için de yeterli seviyede olduğu belirlenmiştir. Deney sonucuna etki edecek parametrelerin başında gelen kaplama kalınlığı farklı yöntemlerle ölçülmüştür. İlk yöntem kaplama işleminin hemen ardından yapılan Eddy-Current yöntemidir.