Niti şekil bellekli alaşımların süperelastik özelliklerinin termo-mekanik işlemlerle süperelastik özelliklerinin geliştirilmesi
Enhancement of superelastic properties of niti shape memory alloys using thermo-mechanical processes
- Tez No: 415210
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BENAT KOÇKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Mechanical Engineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İki farklı üreticiden temin edilen Nikel açısından zengin (%50.7.at.) Nikel-Titanyum (NiTi) Şekil Bellek Alaşımı, 450°C sıcaklık altında bir saat boyunca 120MPa 250MPa basma ve çekme yönündeki yükler altında termo-mekanik işlemlerle yaşlandırma işlemine tabi tutulmuştur. Numunelere, sabit oranda artan gerinim aralıklarında basma ve çekme yönünde döngüsel gerilimler uygulanarak malzemeler kırılmaya gidene kadar süperelastik karakteristiklerin değişimi gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar daha sonra yüksüz ortamda 450°C'de yaşlandırılmış ve 950°C'de argon ortamında homojenize edilmiş numunelerde elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada daha önceden literatürde yer alan sıcaklıkların yaklaşık 50°C - 100°C derece altında ancak uygulanan yükler anlamında %1250 mertebelerinde fazla yükler uygulanmıştır. Aynı zamanda uygulanan yükler hem basma hem de çekme yönlerinde gerçekleştirilerek malzeme üzerindeki farklı davranışları sergilenmiştir. Ek olarak numunelerin dönüşüm sıcaklıklarının belirlenebilmesi için diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) analizleri gerçekleştirilmiştir. Malzeme içerisindeki martensit-östenit ve çökelti oluşumları optik, taramalı elektron mikroskopu ve x-ışını kırınımı yöntemleri kullanılarak tespit edilmiştir. Hem basma hem de çekme yönünde termo-mekanik işlemlere maruz bırakılan numunelerde süperelastik özellikler ve mekanik özellikler gelişim sergilemiştir. Malzemelerin süperelastik ve mekanik özelliklerinin özellikle üretim sırasında oluşan hatalara oldukça bağlı olduğu gözlemlenmiştir. Bu nedenle çekme gerilimleri altında termo-mekanik işlemlere maruz bırakılan malzemelerin süperelastisite deneyleri erken kırılma ile sonuçlanmıştır. Öte yandan basma yönündeki gerilimler altında yaşlandırma işlemleri gerçekleştirilen malzemelerde ise, süperelastisite deneyleri, döngü içerisindeki geri kazanılamayan gerinim seviyelerinin, homojenize edilmiş numunede gözlemlenen seviyelere göre yaklaşık %50 oranında azaldığını ve 450°C'de serbest yaşlandırılmış malzemeye göre, kırılmaya karşı direncinde %50 oranında arttığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Nickel-rich (%50.7.at.) Nickel-Titanium Shape Memory Alloys which were commercially obtained from two different suppliers have been subjected to thermo-mechanical processing for one hour via aging under stress at 450°C both under tension and compression at 120MPa and 250Mpa, respectively. Cyclic loading/unloading tests, with incremental strain values were conducted in order to observe the changes to the superelastic characteristics of the material in both compressive and tensional loads until fracture. These results were then compared to stress-free aged samples at 450°C and homojenized samples at 950°C. In contrast with the given literature, in this work, the aging temperatures were dropped around 50°C to 100°C whereas the compressive and tensional forces were increased upto 1250%. Also, both tensional and compressive forces were applied in order to understand the effects of different force characteristics. Differential calorimetry scanning (DSC) tests were conducted in order to determine change in the transformation characteristics of the samples. The martenite-austenite phases and the precipitation formation in the microstructure of the samples were determined using optical and scanning electron microscopes and X-Ray Diffraction techniques. It was observed that the superelastic and mechanical behaviour of the materials were highly dependent on the defects which were induced during production. Therefore, the superelastic experiments of the samples which were aged under tensional stresses were ended up with premature failure. On the other hand, the superelastic experiment results of the materials which were aged under compressive stresses have shown that, the irrecoverable strain values of the stress- aged samples after each cycles were almost 50% lower than that of the homogenized sample and their resistance to failure were increased up to 50% with respect to the free aged sample.
Benzer Tezler
- Thermomechnical characterization of Ti-rich tini shape memory alloys
Ti zengin tini şekil bellekli alaşımların ısıl mekanik karakterizasyonu
FATİH YAŞAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BOR
- Nikel-titanyum alaşımlarının katmanlı imalat teknolojisi ile üretimi, karakterizasyonu ve özelliklerinin incelenmesi
Production, characterization and investigation the properties of nickel-titanum alloys via additive manufacturing technology
GÖZDE SULTAN ALTUĞ
Doktora
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Gedik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUNULLAH ÖZBEK
YRD. DOÇ. DR. SAVAŞ DİLİBAL
- Yüksek sıcaklık, yaşlandırma ve kriyojenik koşulların nikel-titanyum şekil hafızalı alaşımların mekanik özelliklerine ve faz dönüşüm sıcaklıklarına etkisi
The effect of high temperature, aging and cryogenic conditions on mechanical properties and phase transformation temperatures of nickel-titanium shape memory alloys
SEDAT GÜVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÖKKAYA
- 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
NACİ ARDA TANIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mühendislik BilimleriGazi ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜLENT BOSTAN
- Fracture mechanics analysis of shape memory alloys using finite elements
Şekil hafızalı alaşımların kırılma mekaniğinin sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
MİRAY ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNAY ANLAŞ