Şekil hatırlamalı CuZnAl alaşımlarında soğutma hızı etkileri ve çökelti kinetikleri
Effects of cooling rate and precipitation kinetics in shape memory CuZnAl alloys
Yazar: MURAT ESKİL
Danışman: Y.DOÇ.DR. NEJDET KAYALI
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2000
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Faz dönüşümleri = Phase transformations ; Martensitik dönüşüm = Martensitic transformation ; Soğutma hızı = Cooling velocity ; Şekil bellekli alaşımlar = Shape memory alloys

Özet:
Ill ÖZET Yüksek Lisans Tezi ŞEKİL HATIRLAMALI CuZnAl ALAŞIMLARINDA SOĞUTMA HIZI ETKİLERİ VE ÇÖKELTİ KİNETİKLERİ Murat ESKİL Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı 2000, Sayfa: XIV+97 Şekil hatırlamalı bakır bazlı alaşımlar, dönüşüm öncesi ve sonrası uygulanan termal işlemlere çok duyarlı olup; bu etkiler alaşımların kristaloğrafik, morfolojik ve mekanik özelliklerinde veya diğer dönüşüm parametrelerinde önemli değişimlere sebep olabilir. Bu çalışmada, uygulanan farklı termal işlemler etkisiyle iki şekil hatırlamalı CuZnAl alaşımının bazı dönüşüm parametrelerinde ortaya çıkan değişimler X-ışım difraksiyonu, diferansiyel tarama kalorimetresi, taramalı elektron mikroskobu, optik metalografi ve sertlik ölçümü yöntemleriyle incelendi. 7? faz bölgesinden farklı ortamlarda soğutulan alaşım numunelerinde L2ı- »M18R martensitik dönüşümünün gerçekleştiği tespit edildi. M18R monoklinik martensit yapının örgü parametreleri ve bunların soğutma hızıyla değişimleri belirlendi. Ayrıca, 9R yapısı için n = 1 ve 1 8R yapısı için n = 4 olmak üzere {hı-hi) / 3 = (#/-£/) I n bağıntısını sağlayan (hıkjl) ve (/?p£?/) Miller indisli düzlem çiftlerinin Ad düzlemlerarası uzaklık farklarının soğutma ortamına bağlı değişimleri incelendi. Diferansiyel tarama kalorimetresi ölçümlerinden, ilk termal çevrimler için austenitik dönüşüm sıcaklıklarının sonraki termal çevrimlerdeki değerlerine göre oldukça yüksek çıktığı tespit edildi; bu sonuç, ilk çevrim öncesindeki martensit yapının çok güçlü stabilizasyona sahip olduğu şeklinde yorumlandı. Farklı reaksiyon hızı ölçümlerinden, ısıtma hızının artmasıyla ters dönüşüm sıcaklıklarının yükseldiği, fakat soğutma hızının artmasıyla ileri dönüşüm sıcaklıklarının düştüğü gözlendi. Taramalı elektron mikroskobu ve optik mikroskop olmak üzere iki farklı teknikle gerçekleştirilen mikroskobik gözlemlerde tane yapılan incelendi; birbiriyle uyumlu plaka grupları, plaka martensitler, V-tip martensit yapılanmaları, ikiz-benzeri bandlanmalar, çökelti fazlan ve mikroçatlaklar tespit edildi. Bu tür morfolojik özelliklerin genellikle soğutma hızına fazlaca bağlı olmadığı görüldü. Termal çevrimleme etkisiyle numunelerin sertliklerinde ortaya çıkan artışlar, çevrimleme esnasında tersinmez süreçlerle oluşan dislokasyonlar gibi yapısal kusurlara dayandmldı ve numunelerin daha kararlı bir yapıya geçişinin bir göstergesi olarak yorumlandı. Aynca, Alaşım 2 numunesinin sertlik ölçümlerinin Alaşım 1 numunesine göre daha büyük çıkması, Alaşım 2 nin alüminyum oranının daha büyük olmasına bağlanmıştır. Anahtar Kelimeler: CuZnAl alaşımlan, şekil hatırlama olayı, M18R martensit yapı, soğutma hızı etkileri, düzlemlerarası uzaklık farkı, dönüşüm sıcaklıklan, martensit morfolojisi, çökelti kinetikleri, Vickers mikro sertliği.

Abstract:
IV SUMMARY Master Thesis EFFECTS OF COOLING RATE AND PRECIPITATION KINETICS IN SHAPE MEMORY CuZnAI ALLOYS Murat ESKİL Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Physics 2000, Page:XIV+97 Copper-based shape memory alloys are very sensitive to the thermal effects before and after the transformation, and this effects may cause important changes on crystallographic, morphologic and mechanical properties or the other transformation parameters of the alloys. In this study, the changes which occured on some transformation parameters of two shape memory CuZnAI alloys due to the effects of various thermal procedures have been investigated by using X-ray diffraction, differantial scanning calorimetry, scanning electron microscope, optical metallography and hardness measurements. At the specimens cooled from high temperature ft phase region, the L2ı- »M18R martensitic transformation was observed. The lattice parameters of M18R monoclinic martensitic structure and the changes occured by cooling rate on lattice parameters were defined. In addition, spacing differences (Ad) between some selected pairs of diffraction planes with [hikjl) ve (/z^/) Miller indices satisfying the relation (h}2-h2 ) / 3 = (£/-£/) I n («=1 for 9R and n=A for 1 8R structure) were examined due to the cooling conditions. From the differential scanning calorimetry measurements, for the first thermal cycles, the austenitic transformation temperatures were found to be very high rather than the cycles which were after the first cycle. This result was interpreted that martensite structure has very strong stabilization before the first cycle. From the various cooling or heating rate measurements, it was observed that by the increase of the heating rate, the reverse transformation temperatures were increased, but by the increase of the cooling rate, the forward transformation temperatures were seen to be decreased. At the microscopic observations performed by two different methods named scanning electron microscope and optical microscope, the grain structures were observed; self accommodating martensite plate groups, plate martensites, V-type martensite structures, twin-like bands, precipitation phases and microcracs were found. It has been seen that usually these types of morphological characteristics have no influence by cooling rate from the (3 phase region. By the thermal cycling effects, the increases observed in the hardness of the specimens were thought to be the result of the structural defects like dislocations which formed during the irreversible processes and commented on that this process is the reflection of the transition to a more stabilized structure. In addition, it is suggested that the reason why the hardness result of Alloy 2 is higher than Alloy 1 is that the Al content of the AHoy 2 is higher than Alloy 1. Key Words: CuZnAI alloys, shape memory effect, M18R martensitic structure, cooling rate effects, interplanes distance difference, transformation temperatures, martensite morphology, precipitation kinetics, Vickers micro hardness.