Toz metalurjisi ile üretilmiş nikel esaslı malzemelerin konvensiyonel ve mikrodalga radyasyonu ısıtma yöntemleri kullanılarak sert lehimlenebilirliğinin incelenmesi
Investigation of soldering ability of nickel-based materials produced by powder metallurgy using conventional and microwave heating
Yazar: İSMAİL YILDIZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AHMET YÖNETKEN ; YRD. DOÇ. DR. AYHAN EROL
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Malzeme üretimi = Material production

Özet:
Yüksek sıcaklıkta kullanılacak malzemelerin yüksek oksitlenme, sürünme direnci ve düşük yoğunluk gibi özelliklere sahip olmaları arzu edilir. Bu özelliklerin mükemmel bir kombinasyonuna sahip Ni-Al intermetalikleri (özellikle NiAl ve Ni3Al), yüksek sıcaklık uygulamaları ve kaplama işlemleri için umut vaad eden malzemelerdir; fakat şekillendirilmeleri, gevrekliklerinden dolayı oldukça zordur.Gerçekleştirilen tez çalışması, literatürde eksik ya da yapılmayan konvensiyonel ve mikrodalga fırın ortamlarında malzemelerin sert lehimle lehimlenebilirlik özelliklerinin araştırılması bakımından önemli bir yere sahiptir. Bu önem doğrultusunda çalışmanın amacı, yüksek sıcaklıkta kullanılan malzemelerde herhangi bir şekilde çatlama, kırılma ya da bozulma meydana geldiğinde değiştirmelerine gerek kalmadan işlevlerine devam etmelerini sağlamaktır.Bu çalışmada, Ni-Al ve bu gruba bağlı olan Ti, Cr, Co malzemeleriyle intermetalik malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Ni-Al intermetalik oluşturmak için literatürde belirtilen oranlarda Ni-Al malzemeler içerisine Ti, Cr ve Co malzemeleri katılarak karıştırılmış ve sinterleme sonucu intermetalik malzemeler oluşturulmuştur.Üretilen intermetalik malzemelerin kesme dayanımları ve sertlikleri ölçülmüş, hacimsel değişimleri ve yoğunlukları hesaplanmıştır. XRD analizleri yapılarak intermetalikler içerisinde yer alan fazlar belirlenmiştir.Konvensiyonel fırın ortamında sinterlenerek üretilen intermetalik malzemeler hem konvensiyonel hem de mikrodalga fırın ortamında aralarına S2 ve S28 sert lehimler katılarak lehimlenmişlerdir. Lehimlenen malzemelere metalografik analizler olan SEM ve EDX analizleri gerçekleştirilerek arayüzey bölgeleri tespit edilmiştir.Son olarak lehimlenen malzemelerin kesmeye karşı dayanımlarını ölçmek için kesme dayanım testine tabi tutulmuşlardır. Bu test sonrası elde edilen sonuçlar lehimleme için üretilen numunelere uygulanan kesme dayanımlar ile karşılaştırılarak sonuçlara ilave edilmiştir.Lehimleme sonrasında gerçekleştirilen kesme dayanım testi sonucunda en iyi değerler konvensiyonel fırın ortamında yapılan lehimlemede Cr ve Co kompozisyonlarında 243 MPa, mikrodalga fırın ortamında yapılan lehimlemede ise Cr kompozisyonunda 143, Co kompozisyonunda ise 191 MPa olarak elde edilmiştir. Mikrodalga fırın konvensiyonel fırına göre çok avantajlı olmasına rağmen yapılan tez çalışmasında bu durum oluşmamıştır.

Abstract:
High temperature materials need to have high oxidation and creep resistance and low density. The NiAl intermetallics (especially NiAl and Ni3Al) which have combination of these properties are promising materials however shaping process is difficult because of their brittle structure.Thesis held in, has an important role in terms of studying missing or unperformed properties of solderability of the materials in the conventional and microwave environments with brazing materials. In the light of this importance the aim of this study is providing continue to work of high temperature materials without changing material, if cracking, braking or distortion occurs.In this study NiAl group intermetallics have been produced combining with Ti, Cr and Co. The weight proportion of NiAl and depand metals designed respect to prior studies and samples densitified by sintering techniques.Shear strength and hardness of produced samples were measured, volumetric change and density of the samples were identified and XRD analysis was performed.Intermetallic materials produced by conventional and microwave sintering soldered by conventional and microwave furnaces with S2 and S28 hard brazes. SEM and EDX analyses performed to soldered intermetallics to examine braze and intermetallic interface.At the final step the shear strength of soldered intermetallics were measured. Results compared with the shear strength of base intermetallic samples. The result that obtained from this test compared with the shear test results of sintered samples and both test results added to result part.The best results after brasing are in conventional brazing Cr and Co compositions both are 243 Mpa in Microwave oven Cr addition is 143 Mpa, Co composition is 191 MPa Microwave oven is more advantaged but in this study this situation is not proved.