Bu çalışma, AlCoCrFeNi₂Cu yüksek entropili alaşım kaplamaların 304 paslanmaz çelik üzerine lazerle kaplanması sırasında eş zamanlı ultrasonik darbe uygulanmasının mikroyapı ve performans üzerindeki etkisini incelemektedir. Kaplamalar aynı lazer gücü, tarama hızı, toz besleme miktarı ve argon akışı altında; 0, 5 ve 25 µm ultrasonik genliklerle üretilmiştir. Ultrasonik işlem faz bileşimini belirgin biçimde değiştirmemiş; bütün kaplamalarda FCC/L1₂ matris, B2 düzenli çökeltiler, Cu bakımından zengin bölgeler ve B2 fazının içinde Fe-Cr bakımından zengin olduğu yorumlanan düzensiz BCC nano-küresel çökeltiler korunmuştur.

Ultrasonik genlik arttıkça iri yönlenmiş kolon taneler parçalanmış, tane yönelimleri daha rastgele hâle gelmiş ve eş eksenli tane oluşumu artmıştır. EBSD ölçümlerinde ortalama tane boyutu işlemsiz kaplamada 56,36 µm, 5 µm genlikte 55,57 µm ve 25 µm genlikte 37,63 µm olarak bildirilmiştir. Böylece 25 µm koşulunda işlemsiz kaplamaya göre yaklaşık %33,2 tane küçülmesi elde edilmiştir. Araştırmacılar bu değişimi eriyik havuzundaki kavitasyon, akustik akış, dendrit parçalanması, alt tane oluşumu ve yeniden kristalleşme süreçleriyle açıklamaktadır.

En yüksek performans 25 µm ultrasonik genlikte elde edilmiştir. Ortalama mikrosertlik 237,7 HV_0.2 değerinden 285,3 HV_0.2 değerine yükselmiş; ortalama sürtünme katsayısı 1,53’ten 0,60’a, aşınma hızı ise 2,11×10⁻³ mm³·N⁻¹·m⁻¹ değerinden 0,88×10⁻³ mm³·N⁻¹·m⁻¹ değerine düşmüştür. Baskın aşınma mekanizması yapışmalı, aşındırıcı ve oksidatif aşınmanın birleşimi olarak kalmış; ancak hasarın şiddeti belirgin biçimde azalmıştır.

Kaplamaların %3,5 NaCl çözeltisindeki korozyon davranışı da iyileşmiştir. Korozyon akım yoğunluğu işlemsiz kaplamadaki 0,81 µA/cm² değerinden 25 µm genlikte 0,30 µA/cm² değerine gerilemiştir. Kritik çukurlaşma potansiyeli −116 mV’tan −78 mV’a doğru pozitif yönde kaymış; bu durum pasif filmin yerel bozulmaya karşı daha dayanıklı hâle geldiği şeklinde yorumlanmıştır. Bununla birlikte temel korozyon mekanizması değişmemiş; Al-Ni bakımından zengin B2 fazında seçici çözünme, faz sınırlarında yerel saldırı ve çukurlaşma görülmeye devam etmiştir.

Türkiye açısından değerlendirme: Yöntem; Türkiye’de gemi ve deniz platformları, enerji makineleri, pompalar, miller, kalıplar, savunma sistemleri ve aşınma-korozyon yüklerine maruz paslanmaz çelik parçaların yüzeylerinin yerel olarak güçlendirilmesi açısından araştırmaya değer bir yaklaşım sunmaktadır. Türkiye’de uygulanabilmesi için yerli toz tedariki, ultrasonik başlık frekansı ve darbe kuvveti, kaplama kalınlığı, seyreltme oranı, bağlanma dayanımı, artık gerilme, çatlak ve gözenek miktarı bağımsız olarak ölçülmelidir. Uzun süreli tuz püskürtme, yorulma, darbe, termal çevrim ve gerçek deniz ortamı deneyleri yapılmadan yöntemin doğrudan endüstriyel kullanıma hazır olduğu veya geleneksel kaplamalardan ekonomik olarak üstün olduğu sonucu çıkarılamaz.

Araştırmanın temel amacı nedir?

Araştırmanın amacı, AlCoCrFeNi₂Cu yüksek entropili alaşım kaplamanın lazerle üretilmesi sırasında uygulanan eş zamanlı ultrasonik darbenin katılaşma yapısını ve kaplama performansını nasıl değiştirdiğini belirlemektir.

Çalışmada özellikle şu sorular ele alınmıştır:

• Ultrasonik genlik kaplamanın faz bileşimini değiştiriyor mu?
• Kolon taneler eş eksenli ve daha ince tanelere dönüşüyor mu?
• Tane yönelimi, düşük açılı tane sınırları ve sert yönelimlerin oranı nasıl değişiyor?
• Mikrosertlik, sürtünme katsayısı ve aşınma hızı iyileşiyor mu?
• %3,5 NaCl ortamındaki genel ve yerel korozyon direnci nasıl etkileniyor?
• Gözlenen değişimler kavitasyon ve akustik akış mekanizmalarıyla açıklanabilir mi?

Yüksek entropili alaşım kaplama neden tercih edilmiştir?

Yüksek entropili alaşımlar, çoğunlukla birbirine yakın oranlarda birden fazla ana element içeren alaşım sistemleridir. Çok bileşenli yapı; katı çözelti oluşumunu, kafes bozulmasını, faz kararlılığını ve bazı durumlarda sertlik, aşınma direnci ve korozyon direncini destekleyebilir.

Bununla birlikte bütün parçanın yüksek entropili alaşımdan üretilmesi, hammadde maliyeti ve işleme güçlüğü nedeniyle sınırlı olabilir. Lazer kaplama, yüksek performanslı alaşımı yalnızca parçanın yüzeyine yerleştirerek daha düşük miktarda pahalı malzeme kullanılmasını sağlar.

AlCoCrFeNi₂Cu bileşiminin tasarım mantığı

Araştırmacılar CoCrFeNi esaslı sünek FCC yapıyı matris olarak kullanmış ve Ni miktarını artırarak Al-Ni ilişkili sert B2 çökeltilerinin oluşmasını hedeflemiştir. Böylece yumuşak ve sünek matris ile sert çökeltilerin birlikte çalışması amaçlanmıştır.

Cu ilavesinin ise katılaşma sırasında Cu bakımından zengin bölgeler oluşturabileceği ve korozyon davranışını etkileyebileceği belirtilmiştir. Ancak çalışmanın giriş bölümünde Cu bakımından zengin bölgelerin galvanik korozyonu bastırabileceği savunulurken, korozyon sonuçlarında bu bölgelerin daha düşük elektrokimyasal potansiyel nedeniyle galvanik saldırıya uğradığı ileri sürülmektedir. Cu’nun rolüne ilişkin bu iki açıklama kaynak içinde tam olarak uzlaştırılmamıştır.

Başlangıç tozları nasıl hazırlanmıştır?

Kaplama tozu üç ana bileşenden hazırlanmıştır:

• Ön alaşımlı AlCoCrFeNi tozu: saflık > %99,5; parçacık boyutu 53–105 µm,
• Saf Cu tozu: saflık > %99,9,
• Saf Ni tozu: saflık > %99,9; parçacık boyutu 15–105 µm.

Tozlar mekanik bilyalı öğütme ve karıştırma yöntemiyle AlCoCrFeNi₂Cu hedef bileşimine getirilmiştir.

Sayfa 5’teki Şekil 1’de parçacıkların büyük bölümünün küresel veya küresele yakın olduğu, Al, Co, Cr, Fe, Ni ve Cu elementlerinin toz grubu boyunca dağıldığı görülmektedir. Aynı şeklin XRD bölümünde ön alaşımlı toza ait FCC ve BCC pikleriyle saf Ni ve Cu pikleri gösterilmiştir.

Çalışma, karıştırma sonrasında yabancı element kirlenmesi tespit edilmediğini belirtmektedir. Bununla birlikte tam kimyasal bileşim değerleri, ölçüm yöntemi ve algılama sınırları tablo hâlinde verilmemiştir.

Lazer kaplama ve ultrasonik darbe sistemi

Kaplamalar 200×100×10 mm boyutlarındaki 304 paslanmaz çelik altlık üzerine üretilmiştir. Sayfa 6’daki Şekil 2’de koaksiyel toz besleme, lazer başlığı, CNC hareket sistemi, argon koruması ve eriyik havuzunun gerisinde çalışan ultrasonik darbe başlığı birlikte gösterilmektedir.

Ultrasonik başlık, kaplama izinden 20 mm uzaklığa ve kaplama yüzeyine göre 60° geliş açısına yerleştirilmiştir. Böylece lazer kaplama devam ederken katılaşan bölgeye eş zamanlı ultrasonik darbe uygulanmıştır.

Ultrasonik sistemin çalışma frekansı, gerçek darbe kuvveti, sonotrot geometrisi, temas basıncı ve titreşim kalibrasyonu açıklanmamıştır. Bu parametrelerin eksikliği, yöntemin başka bir laboratuvarda aynı enerji girdisiyle tekrarlanmasını zorlaştırmaktadır.

Mikroyapı nasıl incelenmiştir?

Kesit numuneleri Y-Z düzleminden alınmış, 5000 numaraya kadar SiC zımparayla hazırlanmış ve 2,5 µm elmas süspansiyonla parlatılmıştır. Metalografik dağlama çözeltisi 4 g CuSO₄, 20 mL HCl ve 20 mL sudan hazırlanmış; numuneler 25 saniye dağlanmıştır.

XRD ölçümleri Cu-Kα ışınımıyla 20–100° aralığında ve 4°/dakika tarama hızında yapılmıştır. EBSD adım aralığı 2,4 µm, veri toplama hızı 393,04 Hz ve toplam toplama süresi 25 dakika 6 saniyedir.

XRD sonuçları

Ultrasonik genlik faz türlerini değiştirmemiştir. Bütün numunelerde aşağıdaki yapılar raporlanmıştır:

• FCC/L1₂ matris fazı,
• Al ve Ni bakımından zengin B2 düzenli çökelti fazı,
• Cu bakımından zengin bölgeler,
• B2 fazının içindeki Fe-Cr bakımından zengin, düzensiz BCC nano-küresel çökeltiler.

Ana (111) pikinin tam yarı yükseklik genişliği genlikle artmıştır:

Kristalit boyutu için kaynakta Scherrer bağıntısı şu biçimde verilmiştir:

\[ D=\frac{K\lambda}{\mathrm{FWHM}\times\frac{\pi}{180}\cos\theta} \]

Burada D kırınım düzlemine dik ortalama kristalit kalınlığını, K Scherrer sabitini, λ X-ışını dalga boyunu, FWHM pik genişliğini ve θ Bragg açısını temsil etmektedir.

25 µm koşulundaki belirgin FWHM artışı daha küçük koherent kristal alanlarıyla uyumludur. Bununla birlikte Scherrer kristalit boyutu ile EBSD’de ölçülen metalografik tane boyutu aynı büyüklük değildir. Kaynak, XRD pik genişliğini doğrudan “tane boyutu” olarak yorumlarken bu iki ölçek arasındaki farkı açıklamamıştır.

Araştırmacılar piklerin artan genlikle sistematik olarak daha düşük 2θ değerlerine kaydığını yazmıştır. Tablo değerleri, iki ultrasonik numunenin işlemsiz örneğe göre daha düşük açıda olduğunu doğrulamakta; ancak 25 µm pikleri 5 µm piklerinden az miktarda daha yüksek açıda bulunmaktadır. Dolayısıyla kayma, ultrason uygulanmasıyla gerçekleşmekte fakat genlikle tamamen monoton ilerlememektedir.

Kaplama kesitindeki katılaşma bölgeleri

Sayfa 9’daki Şekil 4, kaplamanın altlıktan yüzeye doğru üç temel mikroyapı bölgesinden oluştuğunu göstermektedir:

1. Düzlemsel bölge: Altlık yakınında yüksek sıcaklık gradyanı ve düşük büyüme hızı nedeniyle oluşmaktadır. Kalınlığının yaklaşık 20–40 µm olduğu belirtilmiştir.
2. Kolon veya dendritik bölge: Katılaşma ilerledikçe sıcaklık gradyanının azalması ve kristal büyüme hızının artmasıyla gelişmektedir.
3. Eş eksenli bölge: Kaplamanın üst kısmındaki daha yüksek aşırı soğuma ve yönsüz ısı kaybı, serbest çekirdeklenmeyi kolaylaştırmaktadır.

5 µm ultrasonik genlikte kaplama, işlemsiz numuneye genel olarak benzemeye devam etmiştir. Buna karşılık 25 µm genlikte alt bölümdeki iri kolon yapının büyük bölümü hücresel veya eş eksenli daha küçük tanelerle yer değiştirmiş; orta ve üst bölgelerde de belirgin incelme görülmüştür.

SEM-EDS ile fazların incelenmesi

Sayfa 10 ve 11’deki element haritaları ve SEM görüntüleri, ultrasonik genliğin fazların temel kimyasal karakterini değiştirmediğini göstermektedir:

• FCC/L1₂ matris Co, Cr, Fe ve Ni bakımından zengindir.
• B2 çökeltileri Al ve Ni bakımından zengindir.
• Fazlar arasındaki koyu bölgeler Cu bakımından zengindir.
• B2 fazının içinde nano-küresel çökeltiler bulunmaktadır.

Nano-küresel çökeltilerin Fe-Cr bakımından zengin düzensiz BCC fazı olduğu yorumu, bu çalışmadaki SEM görünümünün yanında araştırmacıların önceki çalışmasına dayandırılmıştır. Bu sürümde çökeltilere ait TEM, seçilmiş alan elektron kırınımı veya atom ölçekli bileşim analizi bulunmamaktadır.

EBSD ile ölçülen tane incelmesi

Görünüş oranı 1–2,5 arasında olan taneler eş eksenli, 2,5–3,3 arasındakiler geçiş tipi, 3,3’ün üzerindekiler ise kolon tane olarak sınıflandırılmıştır. Ortalama görünüş oranının 3,15’ten 2,72’ye düşmesi, yapının kolon morfolojiden eş eksenli morfolojiye yöneldiğini göstermektedir.

İşlemsiz kaplamada <001> doğrultusu çevresinde belirgin tercihli yönelim gözlenmiştir. 5 µm koşulunda bu doku büyük ölçüde korunmuş; 25 µm koşulunda doku şiddeti azalmış ve yönelim dağılımı daha rastgele hâle gelmiştir.

Schmid faktörü ve sert yönelimler

Sayfa 25’teki Schmid faktörü haritaları, genlik arttıkça düşük Schmid faktörlü ve dislokasyon kaymasının başlatılması daha güç olan yönelimlerin alanının arttığını göstermektedir. Araştırmacılar bu değişimi, ultrasonun yönlü dendrit büyümesini bozması ve tane yönelimlerini rastgeleleştirmesiyle ilişkilendirmiştir.

Ancak sert ve yumuşak yönelimlerin kesin alan yüzdeleri verilmemiştir. Bu nedenle Schmid faktörü yorumu nitel haritalara dayanmaktadır.

Ultrasonik darbe taneleri nasıl inceltmektedir?

Çalışmada önerilen mekanizma iki ana eriyik etkisiyle açıklanmaktadır:

Kavitasyon

Ultrasonik basınç dalgaları eriyik içinde kabarcıkların oluşmasına, büyümesine ve şiddetle çökmesine neden olabilir. Kabarcık çöküşü yerel yüksek basınç, sıcaklık, şok dalgası ve mikrojet oluşturabilir. Bu süreç:

• Yeni çekirdeklenme alanlarını etkinleştirebilir,
• Yerel aşırı soğumayı artırabilir,
• Büyüyen dendrit kollarını kırabilir,
• Katı parçacıkları yeni çekirdekler olarak eriyik içine dağıtabilir.

Akustik akış

Ultrasonik basınç gradyanı eriyik havuzunda yönlü ve sürekli bir akış oluşturmaktadır. Bu güçlü karıştırma:

• Sıcaklık ve bileşim dağılımını daha homojen hâle getirebilir,
• Kolon dendritleri mekanik olarak parçalayabilir,
• Parçalanan kristalleri havuzun farklı bölgelerine taşıyabilir,
• Kolon büyüme yerine çok noktadan eş eksenli tane oluşumunu destekleyebilir.

Plastik deformasyon ve yeniden kristalleşme

Araştırmacılar ultrasonik başlığın basınç yükünün katılaşan kaplamada yerel plastik deformasyon ve dislokasyon çoğalması oluşturduğunu da ileri sürmektedir. Dislokasyon duvarları ana taneleri alt tanelere bölebilir; lazerin termal etkisi altında bu alt taneler yeniden kristalleşerek ince eş eksenli tanelere dönüşebilir.

Bu mekanizmalar doğrudan eriyik içi görüntüleme veya dislokasyon yoğunluğu ölçümüyle gösterilmemiştir. Yorumlar, gözlenen tane yapısı ve literatürdeki ultrasonik katılaşma mekanizmalarıyla uyuma dayanmaktadır.

Mikrosertlik sonuçları

Kesit boyunca sertlik genel olarak şu sırayı izlemiştir:

Kaplama > ısıdan etkilenmiş bölge > 304 paslanmaz çelik altlık.

25 µm genlikte sertlik yaklaşık %20 yükselmiştir. Çalışma sertlik artışını şu bileşenlere bağlamaktadır:

• Al kaynaklı kafes bozulması ve katı çözelti sertleşmesi,
• Sünek FCC matris ile sert B2 çökeltilerin birlikte çalışması,
• B2 içindeki nano-küresel çökeltilerin dağılım sertleşmesi,
• Ultrasonla küçülen tanelerin Hall-Petch etkisi,
• Sert kristal yönelimlerin oranındaki artış.

Faz bileşiminin genlikle değişmediği bildirildiğinden, numuneler arasındaki sertlik farkının başlıca nedeni olarak tane incelmesi ve yönelim değişimi gösterilmiştir.

Sürtünme ve aşınma deneyi

5 µm genlik sürtünme katsayısını düşürmüş, fakat aşınma hızını azaltmamıştır; aşınma hızı işlemsiz numuneden yaklaşık %6 daha yüksek bulunmuştur. Bu durum düşük ultrasonik enerji girdisinin mikroyapıyı yeterince değiştirmemesiyle açıklanmıştır.

25 µm genlikte sürtünme katsayısı yaklaşık %60,8, aşınma hızı ise nokta değerlerine göre yaklaşık %58,3 azalmıştır. Üç boyutlu profil görüntüleri, aynı koşulda aşınma izinin genişliği ve derinliğinin belirgin biçimde küçüldüğünü göstermektedir.

Aşınma mekanizması

Bütün numunelerde üç aşınma türünün birlikte bulunduğu sonucuna ulaşılmıştır:

• Yapışmalı aşınma: Yapışma tabakaları, yırtılma ve yerel tabaka ayrılması,
• Aşındırıcı aşınma: Oluklar, çizikler ve aşınma parçacıkları,
• Oksidatif aşınma: Aşınma izi üzerindeki oksijen dağılımı.

Ultrason uygulanmamış kaplamada geniş yapışma tabakaları, belirgin çizikler ve daha fazla parçacık görülmüştür. 5 µm koşulunda hasar bir miktar hafiflemiş, ancak yapışma ve tabaka ayrılması devam etmiştir. 25 µm koşulunda yapışmış malzeme büyük ölçüde azalmış, çizikler daha sığ ve ince hâle gelmiştir.

EDS haritaları hiçbir numunede altlığın tamamen açığa çıkmadığını göstermiştir. Dolayısıyla kaplama, deney süresince yüzey koruma işlevini sürdürmüştür.

Korozyon deneyi

25 µm koşulunda E_corr değeri −339,7 mV’tan −306,3 mV’a yükselmiş, başka bir ifadeyle daha pozitif hâle gelmiştir. Kaynak metin bu değişimi birkaç yerde “azalma” veya “düşme” olarak adlandırmıştır; ancak sayısal olarak pozitif yönde 33,4 mV’luk bir kaymadır.

I_corr değeri 0,81’den 0,30 µA/cm²’ye gerilemiştir. Nokta değerleri kullanıldığında düşüş yaklaşık %63’tür; kaynak bunu %62 olarak bildirmiştir. Sonuç, genel korozyon hızının azaldığı şeklinde yorumlanmıştır.

E_pit değerinin −116 mV’tan −78 mV’a kayması, pasif filmin çukurlaşmaya karşı daha yüksek potansiyele kadar kararlı kaldığını göstermektedir. 5 µm numunesinde E_pit −124 mV ile işlemsiz numuneden biraz daha negatiftir; hata aralıkları kısmen örtüşmektedir.

Korozyon hangi fazlarda başlamıştır?

Polarizasyon sonrası SEM görüntülerinde FCC/L1₂ matrisin büyük ölçüde korunduğu ve yalnızca sınırlı çukurlaşma izleri taşıdığı görülmüştür. Daha belirgin yerel saldırı şu bölgelerde oluşmuştur:

• Al ve Ni bakımından zengin B2 fazı,
• B2 ile FCC/L1₂ faz sınırları,
• Cu bakımından zengin ara bölgeler.

B2 fazında korozyon sonrasında Al ve Ni miktarlarının azalması seçici çözünmeyle ilişkilendirilmiştir. Geri kalan yüzeyin Cr ve Fe bakımından zenginleştiği belirtilmiştir. Cu içeriğindeki azalma ise Cu bakımından zengin bölgelerde galvanik saldırı meydana geldiği şeklinde yorumlanmıştır.

Ultrasonik işlem temel korozyon mekanizmasını değiştirmemiş; çukurlaşma ve yerel faz seçici çözünme bütün numunelerde devam etmiştir. İyileşme, hasarın başlama ve ilerleme hızının azalması biçiminde ortaya çıkmıştır.

Korozyon direnci neden iyileşmiş olabilir?

Araştırmacılar korozyon iyileşmesini tane incelmesi ve daha homojen mikroyapıyla açıklamaktadır. Daha küçük tanelerin:

• Yerel korozyonun ilerleyebileceği kesintisiz yolları kısaltabileceği,
• Pasif film oluşumuna katkıda bulunan aktif tane sınırı alanını artırabileceği,
• Daha sürekli ve sıkı bir pasif film gelişimini destekleyebileceği,
• Büyük mikroyapısal kusurların etkisini sınırlayabileceği

ileri sürülmüştür.

Ancak pasif filmin kimyasal bileşimi veya kalınlığı XPS, TEM ya da yüzey analizleriyle ölçülmemiştir. Bu nedenle “daha yoğun pasif film” açıklaması elektrokimyasal eğilimler ve literatür temelinde yapılan bir mekanizma yorumudur.

Çalışmanın güçlü yönleri

• Gerçek 304 paslanmaz çelik altlık üzerinde lazer kaplama yapılmıştır.
• Ultrasonik darbe lazer kaplama sırasında eş zamanlı uygulanmıştır.
• Diğer lazer parametreleri sabit tutularak üç genlik karşılaştırılmıştır.
• Mikroyapı optik mikroskopi, SEM-EDS, XRD ve EBSD ile birlikte incelenmiştir.
• Tane boyutu, görünüş oranı ve düşük açılı tane sınırı nicel olarak raporlanmıştır.
• Sertlik, sürtünme, aşınma ve korozyon aynı numune serisinde değerlendirilmiştir.
• Aşınma izi hem SEM hem üç boyutlu yüzey profiliyle incelenmiştir.
• Elektrokimyasal sonuçlarda ortalama ve değişkenlik değerleri sunulmuştur.
• 25 µm genlikte mikroyapı ve performans göstergeleri birbiriyle tutarlı biçimde iyileşmiştir.
• Kavitasyon, akustik akış ve yeniden kristalleşme ortak bir mekanizma altında tartışılmıştır.

Çalışmanın temel sınırlılıkları

• Çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir.
• Üretim ve ölçüm tekrarlarının kesin sayıları belirtilmemiştir.
• Ortalama ve hata değerlerinin kaç bağımsız kaplama veya kaç ölçüm noktasından hesaplandığı açıklanmamıştır.
• Yalnızca 0, 5 ve 25 µm olmak üzere üç genlik değerlendirilmiştir.
• Ultrasonik frekans, darbe kuvveti, temas basıncı ve enerji girdisi verilmemiştir.
• Kaplama kalınlığı ve lazer seyreltme oranı açıkça raporlanmamıştır.
• Çatlak, gözenek ve bağlanmamış alan oranı nicel olarak ölçülmemiştir.
• Kaplama-altlık bağlanma veya kopma dayanımı incelenmemiştir.
• Artık gerilme değişimi XRD pik kaymasıyla yorumlanmış, nicel gerilme ölçümü yapılmamıştır.
• Nano-küresel çökeltiler TEM veya elektron kırınımıyla doğrudan tanımlanmamıştır.
• Tane boyutu değişiminin istatistiksel anlamlılığı test edilmemiştir.
• Mikrosertlik artışında tane, çökelti ve artık gerilme katkıları ayrı ayrı hesaplanmamıştır.
• Aşınma deneyi yalnızca tek yük, tek karşı malzeme ve oda sıcaklığındaki kuru koşulda yapılmıştır.
• Yüksek sıcaklık, yağlı ortam, darbe ve parçacıklı aşınma incelenmemiştir.
• Korozyon yalnızca potentiodinamik polarizasyonla ve tek NaCl derişiminde değerlendirilmiştir.
• Elektrokimyasal empedans spektroskopisi yapılmamıştır.
• Uzun süreli daldırma, tuz püskürtme ve çevrimli korozyon deneyleri bulunmamaktadır.
• Pasif filmin bileşimi ve kalınlığı doğrudan ölçülmemiştir.
• Yorulma, termal çevrim ve termal şok dayanımı incelenmemiştir.
• Üretim hızı, enerji tüketimi ve maliyet analizi yapılmamıştır.
• Endüstriyel ölçekte veya karmaşık gerçek parça geometrisinde doğrulama bulunmamaktadır.

Kaynak içindeki önemli raporlama sorunları

• Güncel SSRN sürümü Ruisheng Huang’ı içerirken aynı başlıklı eski SSRN sürümünde Wenyuan Wang bulunmaktadır.
• Başlık sayfasında “College of Power and Engergy Engineering” yazılmıştır; “Engergy” ifadesi kaynak içindeki bir yazım hatasıdır.
• XRD piklerinin genlikle sürekli daha düşük açıya kaydığı söylenmiş, ancak 25 µm pikleri 5 µm piklerinden az miktarda daha yüksek açıdadır.
• Scherrer kristalit boyutu ile EBSD tane boyutu arasındaki fark açıklanmamıştır.
• Metin E_corr değerinin “düştüğünü” söylerken değer −339,7 mV’tan −306,3 mV’a çıkarak pozitif yönde kaymıştır.
• Aşınma hızı azalması bir bölümde %59, özet ve sonuçlarda %58 olarak verilmiştir; nokta değerleri yaklaşık %58,3 düşüş göstermektedir.
• I_corr azalması %62 olarak bildirilmiş, 0,81 ve 0,30 değerlerinden hesaplanan düşüş yaklaşık %63’tür.
• Giriş bölümünde Cu bakımından zengin bölgelerin galvanik korozyonu bastırdığı ileri sürülürken sonuçlarda bu bölgelerin galvanik korozyona uğradığı belirtilmiştir.
• Araştırmanın amaçları arasında kusur bastırma yer almasına rağmen çatlak ve gözenek oranları nicel olarak verilmemiştir.
• Pasif film kararlılığı tartışılmış, fakat film bileşimi veya kalınlığı doğrudan ölçülmemiştir.

Çalışma hangi sonuçları desteklemektedir?

• AlCoCrFeNi₂Cu kaplama 304 paslanmaz çelik üzerine lazerle üretilebilmiştir.
• 0–25 µm aralığındaki ultrasonik genlik faz türlerini belirgin biçimde değiştirmemiştir.
• 25 µm genlik iri kolon taneleri azaltmış ve eş eksenli tane oluşumunu artırmıştır.
• Ortalama tane boyutu 56,36 µm’den 37,63 µm’ye düşmüştür.
• Düşük açılı tane sınırı oranı artmış ve <001> dokusu zayıflamıştır.
• 25 µm genlik mikrosertliği yaklaşık %20 yükseltmiştir.
• 25 µm genlik sürtünme katsayısını ve aşınma hızını belirgin biçimde düşürmüştür.
• Aşınma mekanizması değişmeden hasarın şiddeti azalmıştır.
• Korozyon akım yoğunluğu 0,30 µA/cm² değerine gerilemiştir.
• Kritik çukurlaşma potansiyeli pozitif yönde kaymıştır.
• Yüksek ultrasonik genlik, incelenen koşullarda en başarılı kaplamayı üretmiştir.

Çalışma hangi sonuçları kanıtlamamaktadır?

• 25 µm genliğin bütün lazer kaplama sistemleri için evrensel optimum olduğunu kanıtlamamaktadır.
• Kaplamanın deniz ortamında uzun yıllar dayanacağını göstermemektedir.
• Kaplamanın gerçek gemi, türbin, pompa veya savunma parçasındaki performansını doğrulamamaktadır.
• Ultrasonun bütün kaplama kusurlarını ortadan kaldırdığını göstermemektedir.
• Kaplama-altlık bağlantısının ultrasonla güçlendiğini mekanik yapışma testiyle kanıtlamamaktadır.
• Pasif filmin kimyasal olarak daha yoğun veya daha kalın olduğunu doğrudan göstermemektedir.
• Cu ilavesinin net korozyon etkisini Cu içermeyen bir kontrolle belirlememektedir.
• Çökeltilerin tam kristal yapısını atom ölçeğinde doğrulamamaktadır.
• Yöntemin geleneksel lazer kaplamadan ekonomik veya çevresel olarak üstün olduğunu göstermemektedir.
• Seri üretim ve karmaşık yüzeylere uygulanabilirliği değerlendirilmemiştir.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Deneysel yöntem özeti

Ana mikroyapı bulguları

Ana performans bulguları

25 µm genlikte bildirilen iyileşmeler

• Ortalama tane boyutunda yaklaşık %33,2 azalma,
• Mikrosertlikte yaklaşık %20 artış,
• Sürtünme katsayısında yaklaşık %60 azalma,
• Aşınma hızında yaklaşık %58 azalma,
• Korozyon akım yoğunluğunda kaynakta bildirilen %62 azalma,
• Kritik çukurlaşma potansiyelinde 38 mV pozitif kayma,
• Kolon tanelerden daha eş eksenli tane yapısına geçiş,
• Tercihli kristal dokuda zayıflama.

Kanıt düzeylerinin ayrılması

İstatistiksel değerlendirme

Sürtünme, aşınma ve elektrokimyasal sonuçlarda ± değerleri sunulmuş; mikrosertlik grafiğinde hata çubukları gösterilmiştir. Ancak bağımsız kaplama sayısı, ölçüm tekrarlarının dağılımı, güven aralıkları ve istatistiksel testler açıklanmamıştır.

Bu nedenle 25 µm koşulundaki iyileşmeler büyük ve tutarlı deneysel farklar olarak değerlendirilebilir; fakat her farkın istatistiksel anlamlılığı ve farklı üretim partilerindeki tekrarlanabilirliği çalışma üzerinden belirlenemez.

Kaynak ve Yöntem Notu

Çalışmanın tam özgün adı: Preparation of AlCoCrFeNi₂Cu High-Entropy Alloy Coatings via Synchronous Ultrasonic Impact–Assisted Laser Cladding and Their Microstructure and Performance

Yazarlar ve doğru sıraları: Bin Ye, Qingyuan Fan, Chunhuan Guo, Ruisheng Huang, Fengchun Jiang, Wanyou Li

Eş birinci yazar veya eş katkı: Yüklenen sürümde eş birinci yazarlık veya eş katkı beyanı bulunmamaktadır.

Sorumlu yazarlar: Chunhuan Guo ve Ruisheng Huang

Sorumlu yazar e-postaları: guochunhuan@hrbeu.edu.cn ve huangrs8@163.com

Kurumsal bağlantılar:

• College of Power and Engergy Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, Çin — kurum adı kaynakta “Engergy” biçiminde yazılmıştır
• College of Material Science and Chemical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, Çin
• Shandong Laboratory of Yantai Advanced Material and Green Manufacture, Yantai 264006, Çin
• Yantai Graduate School of Harbin Engineering University, Yantai 264006, Çin

Yazar-kurum eşleşmesi:

• Bin Ye: College of Power and Engergy Engineering, Harbin Engineering University
• Qingyuan Fan: College of Material Science and Chemical Engineering, Harbin Engineering University
• Chunhuan Guo: College of Material Science and Chemical Engineering; Shandong Laboratory of Yantai Advanced Material and Green Manufacture
• Ruisheng Huang: Shandong Laboratory of Yantai Advanced Material and Green Manufacture; Yantai Graduate School of Harbin Engineering University
• Fengchun Jiang: Shandong Laboratory of Yantai Advanced Material and Green Manufacture; Yantai Graduate School of Harbin Engineering University
• Wanyou Li: College of Power and Engergy Engineering, Harbin Engineering University

ORCID: Yüklenen sürümde yazarların ORCID bilgileri yer almamaktadır.

Güncel DOI:10.2139/ssrn.7195526

Dergi: Hakemli bir dergide yayımlanmamıştır.

Özgün dergi yayınevi: Bulunmamaktadır.

Yayın platformu: SSRN

Yayın tarihi: 28 Temmuz 2026 olarak görünmektedir.

Sayfa sayısı: 34

Kaynak türü: Lazer kaplama, ultrasonik darbe, mikroyapı, aşınma ve elektrokimyasal korozyon deneylerini içeren preprint araştırma çalışması

Hakemlik durumu: Çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiştir. Yüklenen sürümün bütün sayfalarında “Preprint not peer reviewed” uyarısı bulunmaktadır.

Resmî güncel bağlantı:SSRN güncel preprint sayfası

Önceki SSRN sürümü: Aynı başlıkla 17 Aralık 2025’te yayımlanan eski kayıt 10.2139/ssrn.5933518 DOI’sini taşımakta ve Ruisheng Huang yerine Wenyuan Wang’ı yazar olarak göstermektedir. Bu makalede yüklenen güncel sürüm ve 10.2139/ssrn.7195526 DOI’si esas alınmıştır.

Finansman:

• National Key R&D Program of China, 2024YFC2814405
• National Natural Science Foundation of China, 52575366
• Key R&D Program of Heilongjiang Province, 2024ZXDXB01
• Key Project of Natural Science Foundation of Jiangsu Province, BK20243021

Çıkar çatışması: Yazarlar çalışmayı etkileyebilecek bilinen mali çıkar veya kişisel ilişki bulunmadığını beyan etmiştir.

Etik onay: Uygulanabilir olmadığı belirtilmiştir.

Veri ve kod erişimi: Verilerin makul talep üzerine sorumlu yazardan alınabileceği belirtilmiştir. Çalışmada kod oluşturulmadığı veya kullanılmadığı beyan edilmiştir. Ham XRD, EBSD, sertlik, aşınma ve elektrokimyasal veri dosyaları preprintle birlikte açık bir depoda sunulmamıştır.

Yazar katkıları:

• Bin Ye: Araştırma, yöntem, biçimsel analiz ve ilk taslak
• Qingyuan Fan: Araştırma, yöntem ve ilk taslak
• Chunhuan Guo: Kavramsallaştırma, proje yönetimi, gözden geçirme ve düzenleme
• Ruisheng Huang: Görselleştirme
• Fengchun Jiang: Kaynaklar, denetim, gözden geçirme ve düzenleme
• Wanyou Li: Gözden geçirme ve düzenleme

Bu Türkçe makale; yüklenen çalışmanın metni, bir denklemi, sekiz tablosu, on beş şekli, toz SEM-EDS ve XRD sonuçları, lazer kaplama şeması, optik mikroyapılar, EBSD yönelim ve tane sınırı haritaları, mikrosertlik profili, sürtünme eğrileri, üç boyutlu aşınma izleri, polarizasyon eğrileri, korozyon morfolojileri ve ultrasonik tane inceltme mekanizması incelenerek hazırlanmıştır.

Dış kaynaklar yalnızca güncel SSRN kaydının başlığı, tarihi, DOI’si ve eski SSRN sürümüyle arasındaki bibliyografik farkların doğrulanması için kullanılmıştır. Bilimsel bulgulara dış kaynaklardan yeni deney sonucu eklenmemiştir.

Çalışmanın başlıca sınırlılıkları; hakem değerlendirmesinden geçmemiş olması, tekrar sayılarının açıklanmaması, ultrasonik sistemin frekans ve darbe kuvveti bilgilerinin eksikliği, kaplama kusurları ile bağlanma dayanımının ölçülmemesi, pasif filmin doğrudan karakterize edilmemesi ve yalnızca sınırlı laboratuvar aşınma-korozyon koşullarının incelenmesidir. Sonuçlar, 25 µm ultrasonik genliğin kullanılan deney sisteminde güçlü bir mikroyapı ve performans iyileşmesi sağladığını desteklemekte; yöntemin doğrudan seri üretime veya gerçek saha koşullarına hazır olduğunu kanıtlamamaktadır.