Dilek, İlhan; Taşgın, Yahya; Kanca, Muhammed Sait; Kök, Mediha; Güler, Ömer

Recently, high-entropy alloys (HEAs) have attracted significant attention due to their unique multicomponent composition and exceptional mechanical properties, such as high wear and corrosion resistance, making them superior to conventional alloys for advanced engineering applications. The effects of Al, Ti, and Mo addition on the microstructural and mechanical properties of CoCrFeNi-based HEAs were investigated. The alloys were produced via powder metallurgy and vacuum arc melting, with the addition of 2 and 3% Al, Ti, and Mo, respectively. Scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDS), and x-ray diffraction (XRD) were used to perform microstructural characterization, while microhardness and wear tests were used to evaluate mechanical performance. The addition of Al and Ti enhanced the face-centered cubic phase stability and increased the hardness by improving the lattice structure. In contrast, the addition of Mo contributed to solid solution and precipitation hardening, resulting in a simpler microstructure and superior tribological performance. Among all compositions, the alloy with 3% Mo addition exhibited the highest hardness value (≈ 233.8 HV) and the lowest mass loss (4.3 mg) was observed, indicating a significant improvement in the wear resistance and mechanical strength. In conclusion, the addition of Ti and Mo to CoCrFeNi HEAs promotes solid solution, precipitation, and grain boundary hardening mechanisms, thereby enhancing microstructural integrity, hardness, and wear resistance. These findings suggest that such alloys are promising candidates for use as next-generation structural and tribological materials under demanding operational conditions.

İncele

İlhan Dilek

Yüksek entropili alaşımlar son zamanlarda yapılan çalışmalar ile birlikte çok bileşenli yapıları ve karışım entropisi sayesinde diğer alaşımlara karşı daha baskın hale gelmişlerdir. Yüksek entropili alaşımlar yüksek korozyon direnci, aşınmaya karşı dirençleri, kimyasal kararlılık, yüksek sıcaklık mukavemetleri yüksek sertlikleri, manyetik özellikleri gibi kimyasal ve mekanik özelliklerinden dolayı uygulamalarda diğer malzeme türlerine kıyasla üstünlük sağlamaktadırlar. Bu çalışmada katı haldeki Cr, Co, Fe, Ni, Ti, Al, Mo metal tozları toz metarülijisi yöntemi kullanılarak biraya getirilmiş ve CrCoFeNi alaşımına vakumlu art ergitme yöntemiyle %2 ve %3 oranlarında Al-Ti-Mo elementleri ayrı ayrı eklenerek 7 adet numune elde edilmiştir. Alaşımınların yapısı ve mekanik özelliklerinde meydana gelen değişimler ölçülmüştür. Her numune için SEM, XRD, EDS analizleri yapılmış ve mikro özellikler üzerine etkiler incelenmiştir. Mekanik özelliklerin incelenmesi için aşınma ve mikro sertlik ölçümleri yapılmış ve yapısal farklılıklar kıyaslanmıştır. Eşmolar CoCrFeNi yüksek entropi alaşımına değişen oranlarda Al, Mo, Ti eklenerek daha kararlı bir mikroyapı oluşturulması, aşınma, korozyon, sertlik ve benzeri özelliklerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Yapılan bu çalışma yüksek entropili alaşımlara değişen oranlarda Al, Ti, Mo elementleri ilavesinin alaşımın kimyasal ve mekanik yapısı üzerinde yaratığı değişimler vasıtasıyla yeni nesil malzemeler ortaya çıkması ve yüksek entropili alaşımların kullanım alanlarının genişletilmesi hedeflenmektedir.