Üçlü metalik alaşımların kontrollü doğrusal katılaştırılması ve mikrosertliğinin incelenmesi
Controlled directional solidification of ternary metallic alloys and investigation of their microhardness
Yazar: UĞUR BÖYÜK
Danışman: PROF. DR. NECMETTİN MARAŞLI
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Mikrosertlik = Microhardness ; Mikroyapı = Microstructure

Özet:
Bu çalışmada, In-Bi-Sn, Al-Cu-Ag ve Sn-Ag-Cu ötektik alaşımlarının hazırlanmasında ve numune kalıplarına doldurulmasında vakumlu eritme fırını ve döküm fırını kullanıldı. Alaşımla doldurulan numune kalıpları daha sonra Bridgman tipi kontrollü katılaştırma fırını yardımıyla Argon ortamında aşağıdan yukarı doğru, sabit katılaştırma hızı farklı sıcaklık gradyentlerinde ve sabit sıcaklık gradyenti farklı katılaştırma hızlarında olmak üzere iki farklı durumda katılaştırıldı.Kontrollü doğrusal katılaştırılan numunelerin mikroyapı fotoğrafları, optik mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) yardımıyla çekildi. Çekilen bu fotoğraflardan lamelsel, çubuksal ve levhasal olarak tanımlanan ötektik mesafeler ölçüldü. Farklı katılaştırma parametrelerinde üretilen herbir numunenin mikrosertlik değerlerinin ölçümünde Vickers türü sertlik ölçme cihazı kullanıldı. Katılaştırma hızı (V) ve sıcaklık gradyentinin (G), ötektik mesafeler (LE) ve mikrosertlik değerleriyle (HV) ilişkisi lineer regrasyon analizi yöntemi kullanılarak belirlendi.Bu sonuçlara göre, G ve V değerlerinin artmasıyla LE değerlerinin azaldığı, buna karşın HV değerlerinin arttığı tespit edildi. Elde edilen deneysel sonuçlar teorik modellerle ve literatürde bulunan benzer deneysel çalışmalarla karşılaştırıldı. Bu çalışmadaki deneysel sonuçların teorik modellerle ve literatürde bulunan ikili ve üçlü alaşımlar için elde edilmiş deneysel sonuçlarla oldukça iyi uyum içinde olduğu tespit edildi.

Abstract:
In this study, the samples of In-Bi-Sn, Al-Cu-Ag and Sn-Ag-Cu eutectic alloys have been prepared by using a vacuum melting furnace and casting furnace. Then samples have been directionally solidified upwards under argon atmosphere under the two conditions; with different temperature gradients at a constant growth rate and with different growth rates at a constant temperature gradient in a Bridgman type directional solidification furnace.The microstructures of the controlled directionally solidified samples were photographed by using an optical light microscopy and scanning electron microcopy (SEM) and the eutectic spacings such as lamellar, rod and plate spacings have been measured from the photographs of samples. The microhardness (HV) of each samples which produced under the different solidification conditions has also been measured by the Vickers type hardness tester. The dependence of characteristic eutectic spacings (LE) and the microhardness (HV) on the velocity of crystal growth and the temperature gradient were determined by using linear regression analysis method.According to these results, it has been found that the value of LE decreases with the increasing the values of G and V, whereas, the value of HV increases with the increasing value of G and V. The experimental results obtained in this work have been compared with the theoretical models and previous similar experimental results in the literature. It was seen that the results obtained in present work are in a good agreement with the present theoretical models and the previous similar experimental results obtained for binary and ternary alloys.