Farklı soğutma ortamları kullanılarak ısıl işlem görmüş Ti6Al4V alaşımının SBF ve Hank solüsyonlarında biyokorozyon davranışının incelenmesi


ALTINSOY Ş., YARDIMCI R., KÖSE F., KOÇ G.

Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, cilt.15, sa.2, ss.453-462, 2024 (Hakemli Dergi) identifier

Özet

Ti6Al4V alaşımı mükemmel korozyon direnci, düşük yoğunluk, yüksek mekanik özellikler ve biyouyumluluk özellikleri nedeniyle ortodonti, medikal implant, cerrahi aletler, gıda ve havacılık endüstrisi gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Özellikle biyomalzeme olarak kullanımı korozif ortamlara karşı mekanizmasının anlaşılmasını zorunlu kılmıştır. α+β alaşım gurubuna sahip Ti6Al4V alaşımının ısıl işlem sonrası birçok özelliği iyileştirilebilir. Bu çalışmada, Ti6Al4V alaşımına 1100°C sıcaklıkta 20 dak ısıl işlem uygulanarak su, hava ve yağ ortamlarında soğutulmuştur. Farklı soğutma ortamlarında işlem görmüş numunelerin SBF (yapay vücut sıvısı) ve Hank solüsyonlarına maruz kalması sonucu mikro yapıdaki faz dönüşümlerinin sertlik, yüzey kalitesi, işlenebilirlik ve korozyon özelliklerine etkileri incelenmiştir. Sonuçlara göre yüksek sıcaklıklarda oluşan ikincil fazların malzemenin mekanik ve korozyon özelliklerini etkilediği tespit edilmiştir. Soğutma ortamının ve korozif ortamın mekanik özellikler ve korozyon direnci üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Yağ ve havada gerçekleştirilen soğutma işlemi sonrasında her iki çözeltide de parçaların korozyon direncinin arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca işleme sonrası kesici uçlarda uç yüzeyinde kaplama ayrılması ve serbest yüzey aşınması tespit edilmiştir.
Ti6Al4V alloy is used in many fields such as orthodontics, medical implants, surgical instruments, food, and aviation industries thanks to its excellent corrosion resistance, low density, high mechanical properties, and biocompatibility properties. Especially its use as a biomaterial has made it necessary to understand its mechanism against corrosive environments. Many properties of Ti6Al4V alloy with α+β alloy group can be improved after heat treatment. In this study, Ti6Al4V alloy was heat treated at 1100°C for 20 minutes and cooled in water, air, and oil environments. The effects of phase transformations in the microstructure on the hardness, surface quality, machinability, and corrosion properties of samples processed in different cooling environments as a result of exposure to SBF (artificial body fluid) and Hank solutions were examined. According to the results, it has been determined that secondary phases formed at high temperatures affect the mechanical and corrosion properties of the material. It has been determined that the cooling environment and corrosive environment have a significant impact on mechanical properties and corrosion resistance. After the cooling process in oil and air, it was observed that the corrosion resistance of the parts increased in both solutions. Additionally, coating separation and flank wear on the tip surface of the inserts were detected after machining.