Cu-Zn-Al, Cu-Zn-Ni ve Cu-Zn-Sn alaşımlarında mikroyapılar üzerine termal ve mekanik etkilerin incelenmesi
Investigation of mechanical and thermal effects about microstructures in Cu-Zn-Al, Cu-Zn-Ni and Cu-Zn-Sn alloys
Yazar: HARUN ÇELİK
Danışman: PROF. DR. İLHAN AKSOY
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Faz dönüşümleri = Phase transformations ; Martensitik dönüşüm = Martensitic transformation ; X ışını kırınımı = X ray diffraction

Özet:
Bu doktora tezi çalışması kapsamında, Cu-Zn bazlı Cu-%26.04Zn-%4.01Al, Cu-%12.44Zn-%4.75Ni, Cu-%11.89Zn-%6.78Sn alaşımlarında termal ve mekanik etkiler sonucunda alaşımların mikro yapılarında ve zor-zorlanma davranışlarında meydana gelen değişimlerin morfolojik, kristalografik, kinetik ve termodinamik özellikleri çeşitli fiziksel yöntemlerle tespit edildi.Hızlı soğutulma olarak termal etkide bulunulan Cu-Zn-Al alaşımında, DO3 (ß1)?M18R (ß ) martensitik dönüşümünün meydana geldiği ve oda sıcaklığında mekaniksel etki olarak uygulanan deformasyon sonrası elde edilen yeni örneğin X-ışını kırınımı analizleri incelendiğinde ise M18R (ß ) ve 2H (? ) olmak üzere iki tür martensite yapının meydana geldiği gözlendi. Ayrıca örgü parametreleri oranından (a/b< ) ve düzlemler arası uzaklık değerlerinden (?d ) elde edilen sonuçlarla ana fazın düzenli olduğu sonucuna varıldı. Martensite yapıya ait yüzey gözlemlerinde, V-türü, zik-zak türü, iğne türü ve birbirine paralel şeklinde ikizlenmiş martensite plakalar tespit edildi. Mekanik etki sonrasında yüzey gözlemlerinde band, çapraz çizgili, iğnesel ve dalgasal morfolojilerin mevcut olduğu gözlendi. 18R ya da 2H martensite bölgelerindeki ikizlenmenin bir sonucu olarak çapraz-çizgi morfolojisi gözlendi. Yine aynı alaşımda uygulanan zorun, kusur yoğunluğunu artırmasıyla ilişkilendirilerek As ve Af ters dönüşüm sıcaklıklarını yükselttiği tespit edildi. Cu-Zn-Al şekil hatırlatmalı alaşımının yavaş soğutulmasından elde edilen örneğinin yüzey gözlemlerine ait morfolojik yapısında matris içerisinde ?-çökelti fazının (fcc) çok yoğun bir şekilde mevcut olduğu görüldü. Bu alaşım üzerinde termal etki sonrası uygulanan mekanik etkinin kusur yoğunluğu ile bağlantılı olarak mikroyapılar ve zor-zorlanma davranışları üzerinde etkili olduğu görüldü.Cu-Zn-Ni alaşımından farklı ısıl işlemler yoluyla elde edilen örneklerin mikroyapısal gözlemleri; fcc yapıya sahip tavlama ikizi türü yapıların, Cu-Zn-Sn alaşımında ise yine fcc kristal yapılı dentrit türü ve tavlama ikizi türü yapıların meydana geldiğini gösterdi. Plastik deformasyon sonrası kayma düzlemlerinin meydana geldiği görüldü. Hızlı soğutulma işlemi ile bağlantılı olarak kusur yoğunluğundaki artışın faz yapılarında bir değişmeye neden olmaksızın, örneklerin mikroyapısal ve mekaniksel özelliklerini etkilediği tespit edildi. Difüzyonlu faz dönüşümünün meydana geldiği her iki alaşımın termal enerji değişimlerinde ötektoid ayrışma reaksiyonları gözlendi.

Abstract:
In the scope of this Ph. D. thesis, morphological, crystallographic, kinetix and thermodynamic properties of changes which occur in stress-strain behaviours and microstructures of Cu-Zn based Cu-26.04%Zn-4.01%Al, Cu-12.44%Zn-4.75%Ni and Cu-11.89%Zn-6.78%Sn alloys due to thermal and mechanical effect have been decided.DO3 ?M18R occurs as a rapidly cooling which Cu-Zn-Al alloy has been interacted thermally. It is deformed in room temperatures by unloading, new sample have been obtained and analyzed by XRD diffraction, after that two kinds martensite structures M18R (ß ) and 2H(? ) have come out. By the rate of lattice parameters (a/b< ) and by the distance mesurement of interplanes (?d ), it was decided that the DO3 parent phase was ordered. In surface observations about martensite structures, martensite plates are found as V-type, zig-zag type, needlelike type and twin-related type. After mechanically effect surface, it showed that there are band, cross-striped, needlelike and wavelike, and corrugated morphologies. As a result of twinning martensite in 18R and 2H martensite regions wavelike morphology has been observed. At the same alloy, related to the increasing density of defects As and Af reverse transformation temperatures has been increased. It was seen that a ?-precipitation (fcc) phase in the matrix, the morphological structures about surface observation which has got over by cooling gredually Cu-Zn-Al shape memory alloy. It was understood that the mechanical effect applied to these alloys after thermal effect affects the stress-strain behaviours and microstructure of the Cu-Zn-Al alloy. These effects have been related by defect densityThe microstructural observation of samples obtained by different thermal treatment in Cu-Zn-Ni and Cu-Zn-Sn alloys have shown that occured annealing twins which have fcc structure at the first sample and the other one has dentrites which have fcc structure and annealing twins. After plastic deformation, it was observed that sliding surface exist. Related to rapidly cooling treatment, the increase in defect density has machanical and microstructural effect have been found without a change in phase structure. In both alloys of the thermal energy changes, at the process of diffusion transformation eutectoid seperation reactions have been proved to exist.