Doğrusal katılaştırılmış Pb-Bi alaşımlarında mikroyapı ve mikrosertliğin katılaştırma parametrelerine bağlılığı
Dependency of microstructure and microhardness on solidification processing parameters for directional solidified Pb-Bi alloys
Yazar: YUSUF KOÇAK
Danışman: PROF. DR. NECMETTİN MARAŞLI
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada, Pb?%[x]Bi (ağ.) (x=45, 55.2, 65, 75 ve 85) alaşımlarınınhazırlanmasında ve numune kalıplarına doldurulmasında vakumlu eritme fırını vedöküm fırını kullanıldı. Alaşımla doldurulan numune kalıpları daha sonra Bridgman tipikontrollü katılaştırma fırını yardımıyla argon ortamında aşağıdan yukarı doğru, sabitsıcaklık gradyenti (G=2.18K/mm), sabit bileşim (ötektik bileşim), farklı katılaştırmahızlarında (V=7.05?113.09 ?m/s) kontrollü katılaştırılması ve sabit katılaştırma hızı(V=14.2 ?m/s), sabit sıcaklık gradyenti (G=2.18K/mm), farklı bileşimlerde (ağırlıkça Bioranı değiştirilen Pb-Bi bileşimi) kontrollü katılaştırılması olmak üzere iki farklıdurumda katılaştırıldı.Kontrollü doğrusal katılaştırılan numunelerin mikroyapı fotoğrafları, optik mikroskobuyardımıyla çekildi. Çekilen bu fotoğraflardan lamelsel olarak tanımlanan ötektikmesafeler ölçüldü. Farklı katılaştırma parametrelerinde üretilen her bir numuneninmikrosertlik (HV) değerleri Vickers türü sertlik ölçme cihazı kullanılarak ölçüldü.Katılaştırma hızının lamelsel mesafelerle ( ? ) olan ilişkisi lineer regrasyon analiziyöntemi kullanılarak belirlenmesine rağmen, Pb-Bi alaşımının farklı bileşimlerindeyapılan deney sonuçlarında Bi bileşiminin mikroyapıya etkisi net olarakgözlemlenememiştir. İkili Pb-Bi alaşımındaki Bi kompozisyonunun mikrosertliğe (HV)bağlılığı lineer regrasyon analizi yöntemi kullanılarak belirlendi.Bu sonuçlara göre, V değerlerinin artmasıyla ? değerlerinin azaldığı, buna karşın V vebileşimdeki Bi oranının artmasıyla, HV değerlerinin arttığı tespit edildi. Elde edilendeneysel sonuçlar teorik modellerle ve literatürde bulunan benzer deneysel çalışmalarlakarşılaştırıldı. Elde edilen deneysel sonuçların teorik modellerle ve literatürdeki dahaönce yapılan benzer ikili alaşımların deneysel sonuçlarıyla uyum içinde olduğu tespitedildi.

Abstract:
In this study, the samples of Pb?[x] wt.% Bi (x= 45, 55.2, 65, 75 and 85 ) alloys havebeen prepared by using a vacuum melting furnace and casting furnace. Then, sampleshave been directionally solidified upwards under argon atmosphere under the twoconditions; with different growth rates (V=7.05-113.09 ?m/s) at a constant temperaturegradient (G=2.18K/mm) and near the eutectic composition (Pb?55.2 wt.% Bi) and withdifferent compositions of Bi in the Pb?Bi alloys at a constant temperature gradient(G=2.18K/mm) and a constant growth rate (V= 14.2 ?m/s) in a Bridgman typedirectional solidification furnace.The microstructures of the directionally solidified samples were photographed by usingan optical light microscopy. The microstructure spacing has been measured from thephotographs of samples. The microhardness (HV) of each sample which produced underthe different solidification conditions has also been measured by the Vickers typehardness tester.The dependence of microstructure spacing ( ? ) on growth rate was determined by usinglinear regression analysis method but the dependence of structure spacing ( ? ) oncomposition of Bi in the Pb?Bi alloys would not be obtained. The dependence ofmicrohardnesses (HV) on composition of Bi in the Pb?Bi binary alloys was alsodetermined using linear regression analysis method.According to these results, it has been found that the value of ? decreases with theincreasing the values of V, whereas, the value of HV increases with the increasing thevalues of V and the composition of Bi. The experimental results obtained in this workhave been compared with the theoretical models and previous similar experimentalresults in the literature. It was seen that the results obtained in present work are in agood agreement with the present theoretical models and the previous similarexperimental results obtained for binary alloys.