BİYOMEDİKAL ENDÜSTRİSİNDE KULLANILAN ÖSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN TALAŞLI İMALAT SÜRECİNDE YÜZEY BÜTÜNLÜĞÜ VE FONKSİYONEL PERFORMANSININ GELİŞTİRİLMESİ


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: EMİN ÖZDEMİR

Danışman: ABDULKADİR GÜLLÜ

Özet:

Östenitik paslanmaz çelik ve alaşımları medikal implant malzemesi olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Medikal implantların güvenilirliği özellikle yüzey kalitesine ve yüzey katmanındaki fiziksel durumuna bağlıdır. Bu çalışmada, AISI 316LVM östenitik paslanmaz çeliğin işlenmesinde, kesme parametreleri ile kesme şartlarının, yüzey-altı tabakanın mikroyapısı, tane boyutu, pekleşmesi, mikrosertliği, faz dönüşümü, kristalografik yönelimi ve pürüzlülükten oluşan yüzey bütünlüğü özelliklerine etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Ayrıca işlenen numunelerin yapay vücut sıvısında elektrokimyasal korozyon testleri yapılmıştır. Deneyler; iki farklı kesici takım geometrisi, altı farklı kesme hızı (50-100-150-200-250-300 m/min), altı farklı ilerleme oranı (0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6 mm/rev) ile sabit talaş derinliğinden (1,2 mm) oluşan kesme parametreleri ve beş farklı kesme şartı (kuru, kesme sıvısı, MQL, kriyojenik LCO2 ve kriyojenik LN2) altında gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları; yüzey-altı tabakadaki mikroyapının, tane boyutunun, mikrosertliğin, kristalografik yönelimin ve yüzey pürüzlülüğünün AISI 316LVM biyomedikal implantların fonksiyonel performansı üzerinde önemli etkisi olduğunu göstermiştir. Kesme şartları içinde en iyi yüzey kalitesi MQL ve kesme sıvısı ile elde edilmiştir. Azalan pürüzlülüğün, korozyon potansiyelini yükseltip, korozyon hızını düşürerek numunelerin elektrokimyasal korozyon özelliklerini geliştirdiği görülmüştür. Kriyojenik kesme şartlarında, artan kesme hızı ve ilerleme ile işlenen yüzeyde daha ince bir mikroyapı oluştuğu tespit edilmiştir. Ayrıca yüzey-altı tabakadaki küçülen tane boyutunun korozyon hızını yükselttiği tespit edilmiştir. Diğer yandan yüzey-altı tabakadaki tane boyutu küçüldükçe lokal korozyon direncinin arttığı görülmüştür. Talaşlı imalat sürecinde artan ilerleme ve etkin soğutma altında artan kesme hızı ile yüzey-altı tabaka sertliğinin yükseldiği tespit edilmiştir. Etkin soğutma uygulanan kesme sıvısı ve kriyojenik sıvı azot şartlarına nazaran kuru kesme şartının daha güçlü {111} tekstürüne yol açtığı görülmüştür