Titanium and its alloys have been adopted as standard materials in aviation, biomedical and chemical industries owing to their outstanding properties involving high specific strength, high corrosion resistance and biocompatibility. But, an important shortcoming related to the application of titanium and its alloys is their poor wear resistance. When titanium slides against itself or other metals it tends to gall and cause adhesive wear damage. The high friction coefficient of titanium alloys may result in seizure of many tribological systems under high load such as bushings and bearings. In this study, oxide coatings on commercially pure titanium and Ti6Al4V alloys were produced using plasma electrolytic oxidation technique in order to enhance their electrochemical and tribological properties. Different electrolyte compositions were formulated to develop hard coating with less porosity and high load bearing capacity. Microstructure of coatings were investigated using scanning electron microscopy. Phase composition of coatings was identified by X-ray diffraction. Nano-indentation test was carried out to determine the micromechanical properties of the coatings. Scratch test was utilized to determine the adhesion strength of coatings. In order to investigate the tribological behavior of coatings, dry sliding wear tests were performed against steel and alumina balls. The electrochemical corrosion tests were conducted using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy techniques in sodium chloride solution. Test results showed that the corrosion and wear resistance of titanium alloys can be increased considerably either by selecting a proper electrolyte composition or by application of a suitable post-treatment.

Titanyum ve alaşımları, yüksek özgül mukavemet, yüksek korozyon direnci ve biyouyumluluk gibi üstün özelliklere sahip olduğu için havacılık, biyomedikal ve kimya sanayilerinde standart malzeme olarak kabul görmüştür. Ancak, titanyum ve alaşımlarının kullanımıyla ilgili önemli bir eksikliği zayıf aşınma direncine sahip olmasıdır. Titanyum kendisine karşı veya diğer metallere karşı sürtündüğünde, birbirine yapışmaya eğilimlidir ve adeziv aşınma hasarına sebep olur. Titanyum alaşımlarının yüksek sürtünme katsayısı, burç ve rulman gibi yüksek yük altında çalışan birçok tribolojik sistemin aşınarak işlevsiz hale gelmesiyle sonuçlanmaktadır. Bu çalışmada, ticari saflıkta titanyum ve Ti6Al4V alaşımlarının elektrokimyasal ve tribolojik özelliklerini iyileştirmek amacıyla plazma elektrolitik oksidasyon yöntemi kullanılarak oksit kaplamalar üretilmiştir. Düşük gözenekliliğe ve yüksek yük taşıma kapasitesine sahip sert kaplama geliştirmek amacıyla farklı elektrolit bileşimleri oluşturulmuştur. Kaplamaların mikroyapısı elektron mikroskobuyla incelenmiştir. Kaplamaların faz bileşimi X-ışını kırınımıyla tespit edilmiştir. Kaplamaların mikro-mekanik özelliklerini belirlemek için nanoiz testi yapılmıştır. Kaplamaların yapışma mukavemetini belirlemek için kazıma testi kullanılmıştır. Kaplamaların tribolojik davranışını incelemek için çelik ve alumina bilyalara karşı kuru kaymalı aşınma testleri yapılmıştır. Potansiyodinamik polarizasyon ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi teknikleri kullanılarak sodyum klorür çözeltisi içerisinde elektrokimyasal korozyon testleri yapılmıştır. Test sonuçları göstermektedir ki, titanyum alaşımların korozyon ve aşınma direnci gerek doğru bir elektrolit seçimi gerekse uygun bir son işlem uygulanarak önemli ölçüde arttırılabilir.