Bakır ve titanyum ilaveli NiTi şekil bellekli alaşımlarının toz metalurjisi yöntemi ile üretilebilirliğinin incelenmesi
Investing of production copper and titanium adding NiTi shape memory alloys by powder metallurgy methods
Yazar: NACİ ARDA TANIŞ
Danışman: DOÇ. DR. BÜLENT BOSTAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
NiTi alaşımları eşsiz şekil hafıza ve süperelastik özelliklerinin yanında korozyon dirençleri ve çok iyi biyouyumluluk sayesinde başta medikal olmak üzere otomotiv, savunma ve uzay ve havacılık gibi alanlarda ün kazanmıştır. Ülkemizde ileri teknolojik parçaların üretilebilirliğinin gelişmiş ülkelere nazaran zayıf olması NiTi alaşımlarının da ekonomik olarak araştırılmasını da geri plana atmıştır. Ni ve Ti elementlerinin yüksek erime sıcaklıkları bu elementlerinin alaşımlarının döküm ile üretimini enerji sarfiyatının katlanmasından dolayı ekonomik olarak üretilmesine engel teşkil etmektedir. Bundan dolayı NiTi alaşımların toz metalürjisi tekniği ile üretiminin daha ekonomik olacağı ve alaşım özelliklerine üretim sırasında müdahale edilebilmesinden dolayı daha avantajlı kılmaktadır. Bu çalışmada, şekil hafıza özelliği gösteren ön alaşımlı NiTi tozlarına, %1 Ti ilave edilmiş tozlar tüplere konularak turbola ve planetary de karıştırılmıştır. NiTi numuneleri ve %6 Cu ilave edilmiş NiTi numuneleri hazırlanmıştır. Hazırlanan numunelerin kimyasal kompozisyonlarına göre preslenebilme özellikleri ham yoğunlukları hesaplanmıştır. Sonrasında preslenen numuneler 900°C ve 1050°C sıcaklıklar da 60, 180 ve 300 dakika sinterleme sürelerinde 6 farklı parametrede sinterlenmiş ve sonrası numunelerin yoğunlukları alınarak gözeneklilik oranları hesaplanmıştır.  Optik mikroskop incelemelerinde taneler arasındaki bağ oluşumlarına ve elementlerin yoğunluklarına bağlı olarak oluşan faz değişimleri kontrast farklılıkları ile tespit edilmiştir. Kontrast farklılıkları SEM ve çizgisel EDS uygulamaları ile elementel düzeyde sinterleme sırasında difüzyona bağlı oluşan değişimler saptanmıştır. Ölçülen vickers sertlik değerleri ile numunelerin kimysal komposizyonlarına bağlı olarak sertliklerde farklılıklar olduğu saptanmıştır. Ti ilave edilen numunelerde sertliğin arttığı tespit edilmiştir. Sinterlenen numunelerin XRD analizlerinde şekil bellek etkisi için gerekli olan östenitik (B2), martenzitik (B19') ve Ni4Ti3 gibi fazlarının oluştuğu tespit edilmiştir.

Abstract:
NiTi shape memory alloys, has earned reputation in medical , automotive , military and aerospace industries thanks to their unique shape memory and superelasticity with superior corrosion resistance and biocompatibility. The economic investigation of NiTi alloys has also not taken much consideration due to the poor manufacturing production ability of Turkey compared to the developed countries. High melting temperature of Ni and Ti elements hampered to manufacture NiTi shape memory alloys with casting methods as these methods highly depend on  fuel consumption. Therefore manufacturing of powder metallurg is more advantageous due to lower sintering temperature and availability invention of alloys properties during production. In this study, pre-alloyed NiTi samples, NiTi samples of %1 Ti adding and mixed in turbola, NiTi samples of %1 Ti adding and mixed in planetary and NiTi samples of %6 Cu adding are prepared. Pressability of prepared samples are measured by their bulk density based on their chemical composition. After pressing, prepared samples are sintered at 900°C and 1050°C in 1,3 and 5 hours. Afterwards their porosity ratios are measured by their full density. Contrast differences are detected through SEM and EDS applications within which diffisuon-based differences are occurred during elemental level sintering. Their hardness have been compared according to their chemical compositions with Vickers hardness device. After measuring their hardness, their austenitic phase B2, martensitic phase B19' and Ni4Ti3 phase are identified by XRD analysis.