Ni-Mn bazlı şekil hafıza alaşımlarında sıcaklık etkisiyle faz değişimlerinin incelenmesi
Investigation of phase transformation by temperature effect in Ni-Mn based shape memory alloys
Yazar: ÇAĞRI TOK
Danışman: PROF. DR. AYŞE AYDOĞDU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Alaşımlar = Alloys ; Faz değişimi = Phase change ; Martensitik dönüşüm = Martensitic transformation ; Polikristal = Polycrystalline

Özet:
Bu tez çalışmasında Ni-Mn esaslı olan Ni45-xMn40Fe5Sn10Bx  (%at)(x = 0, 1, 2, 3, 4) polikristal alaşımlarının yapısal, termal ve şekil hafıza özelliklerine sıcaklık ile birlikte B katkısının etkisi incelenmiştir. Ni45-xMn40Fe5Sn10Bx alaşımları saf argon atmosferinde yüksek saflıkta metal tozu kullanılarak ark ergitme yöntemiyle hazırlanmıştır. Homojen bir üretimi sağlamak için alaşımlar külçeler halinde birkaç kez eritilmiştir. Daha sonra 800 oC'de 20 saat tavlanmıştır. X-ışını difraktometresi ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak Ni45-xMn40Fe5Sn10Bx alaşımlarının yapısal özellikleri incelenmiştir. Enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) kullanılarak alaşımların atomik konsantrasyonu belirlenmiştir. Alaşımların dönüşüm sıcaklıkları, nitrojen atmosferinde 5, 10, 15, 20 ve 25 oC/dk ısıtma-soğutma oranları ile diferansiyel tarama kalorimetresi ile belirlenmiştir. Ni45-xMn40Fe5Sn10Bx (%at)(x= 0, 1, 2, 3, 4.) alaşımlarının 10 0C /dk ısıtma hızında yapılan DSC analizlerinde austenit başlangıç sıcaklıkları (As) sırasıyla -21.1 oC, 27.25 oC, 23.84 oC, 14.32 oC ve 20.06 oC olarak belirlenmiştir.  Belirli bir oran seviyesinden sonra artan bor oranı ile austenit faz geçiş sıcaklığı tekrar yükselir. Gözlenen bu etki, kristal yapının ağır bor katkı oranı ile bozulduğunu göstermektedir.

Abstract:
In this thesis, the effect of temperature with together B addition on the structural, thermal and shape memory properties of Ni45-xMn40Fe5Sn10Bx (%at)(x= 0, 1, 2, 3, 4) polycrystalline alloys based on Ni-Mn was investigated. Polycrystalline Ni45-xMn40Fe5Sn10Bx alloys were prepared by arc melting method by using metals powder with a high purity in pure argon atmosphere. To ensure homogenization, the alloys were melted several times in the form of ingots, which were then annealed for 20 hours at 800 oC. Utilizing an X-ray diffractometer and scanning electron microscope, the microstructures of the Ni45-xMn40Fe5Sn10Bx alloys were studied. Using energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), the alloys atomic concentration was determined. Transformation temperatures of alloys were determined by differential scanning calorimetry with 5, 10, 15, 20, and 25 oC/min heating-cooling rates in nitrogen atmosphere. Austenite start temperatures (As) of Ni45-xMn40Fe5Sn10Bx (%at)(x= 0, 1, 2, 3, 4.) alloys in the DSC analyses taken at a heating rate of 10 oC/min were shown to be -21.1 oC, 27.25 oC, 23.84 oC, 14.32 oC and, 20.06 oC, respectively. In this study,  firstly austenite phase transition temperature(As) increased with doped boron ratio then phase transition temperature decreased with increasing boron ratio. After a certain ratio level, austenite phase transition temperature again increases with increasing boron ratio. This effect, which was observed, indicates that the crystal structure deteriorates with a heavy boron contribution ratio.