CuAlMnFe şekil hafızalı alaşımlarda yaşlanmanın karakteristik dönüşüm sıcaklıkları ve kinetik parametreler üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of aging on kinetic parameters andcharacteristic transformation temperatures in CuAlMnFe shape memory alloys
Yazar: MEHMET ALİ KURGUN
Danışman: DOÇ. DR. İSKENDER ÖZKUL
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alaşımlar = Alloys ; Differensiyel tarama kalorimetresi = Differential scanning calorimetry ; Şekil bellekli alaşımlar = Shape memory alloys

Özet:
Yüksek lisans tez projesi kapsamında, birçok farklı sektörde kullanım alanı bulan, malzeme biliminin farklı davranışlara sahip malzemelerinden, şekil hafızalı alaşımlar üzerine laboratuvar ortamında yaşlandırma işlemi uygulanarak alaşımlarda şekil hafıza özelliklerindeki değişimleri gözlemlemek hedeflenmiştir. Şekil hafızalı alaşımlar, şekil hafızası etkisi, sönümleme özellikleri ile bağlantılı süper esneklik, yüksek korozyon ve olağanüstü yorulma direnci gibi kendine has özellikler gösteren eşsiz bir malzeme sınıfını temsil eder. Söz konusu alaşımların elde edilmesinde Cu, Al, Mn ve Fe elementleri kullanılmıştır. Bu elementler belirli oranlarda, hidrolik pres makinası yardımıyla kompaktlanmış ve ark fırınında ergitme yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Elde edilen CuAlMnFe alaşımı çalışmanın amacına yönelik olarak, 350 °C sıcaklıkta farklı sürelerde ısıtılarak malzemelerin içyapılarında değişim hedefi ile yaşlandırma işlemine tabi tutulmuştur. Yaşlandırma işleminin son aşaması olarak oda sıcaklığında soğutma uygulanmıştır. Daha sonra işlem görmüş numuneler ve yaşlandırmadan önceki numunenin karakteristik dönüşüm sıcaklık değerleri Diferansiyel Tarama Kalorimetre cihazı yardımıyla belirlenmiştir.
Dönüşüm sıcaklıkları yardımıyla yaşlandırma işlemine tabi tutulan numunelerin entalpi ve entropi değerleri hesaplanmıştır. Aynı proses yaşlandırma işlemine tabi tutmadığımız homojenleştirilmiş numuneye de uygulanmıştır. Deneysel sonuçlarda yaşlandırma işlemi uygulanmış numunelerde östenit ve martenzit başlama ve bitiş sıcaklıkları, entropi ve entalpi değerlerinin değiştiği gözlemlenmiştir. Ayrıca yaşlandırma işlemine tabi tutulan numunelerin
karakteristik dönüşüm sıcaklıklarında homojen numune arasında farklılıklar gözlemlenmiştir. Alaşımların dönüşüm sıcaklıklarında görülen farklılıkların nedeni çökelti fazlarından kaynaklandığı, yaşlandırma sürelerine bağlı olarak çökelti fazlarındaki artış ve bu bağlamda martenzit yüzeylerin yerini çökelti fazlarına bıraktığı XRD ve metalografik gözlem yöntemi ile
gözlemlenip desteklenmiştir.

Abstract:
Within the scope of the master's thesis project, it is aimed to observe the changes in shape memory properties of alloys by applying aging process on shape memory alloys which are used in many different sectors and which have different behaviors of materials science. Shape Memory Alloys represent a unique class of materials with unique properties such as shape memory effect, pseudoelasticity, high corrosion and exceptional fatigue resistance associated with damping properties. Cu, Al, Mn and Fe elements were used to obtain these alloys. These elements were compacted with the help of hydraulic press machine and obtained by melting method in arc furnace. The obtained CuAlMnFe alloy was subjected to aging process with the aim of changing the internal structures of the materials by heating at 350 °C for different periods. The final stage of the aging process was cooling at room temperature. Then, the treated samples and the characteristic transformation temperature values of the sample before aging were determined by means of Differential Scanning Calorimeter. The enthalpy and entropy values of the samples subjected to aging were calculated by means of transformation temperatures. The same process was applied to the homogeneous sample which we did not subject to aging process. In the experimental results, it was observed that austenite and martensite phase transition start and end temperatures, entropy and enthalpy values of the samples were changed. Furthermore, differences between the homogeneous sample were observed at the characteristic transformation temperatures of the samples subjected to aging. It was observed and supported by metallographic observation and XRD method that the reason for the differences in the transformation temperatures of alloys is caused by precipitate phases and the precipitation phases increased due to the aging times hence, martensite surfaces were replaced with
precipitate phases.