Şekil hatırlamalı Cu-Al-Ni-Mn alaşımında martensitik dönüşüm üzerinde termal yaşlandırma etkileri

Abstract

Bu çalışmada şekil hatırlamalı Cu-%11.7Al-%3.9Ni-%2.6Mn (% ağırlık) alaşımında martensitik dönüşüm üzerinde termal yaşlandırma etkileri taramalı elektron mikroskop(SEM), geçirmeli elektron mikroskop(TEM), X-ışını kırınımı ve diferansiyel tarama kalorimetresi(DSC) yöntemleri kullanılarak incelendi.Yapılan çalışmalar sonucu, alaşım 950 °C'den hızla soğutulduğunda termoelastik martensitik dönüşümün oluştuğu ve anafazın monoklinik 18R ( ) martensite yapıya dönüştüğü görüldü.Alaşımın 300 °C'de farklı sürelerde yaşlandırılması sonucu beynit ve faz çökeltilerinin oluştuğu gözlendi. Yaşlandırmanın başlangıç safhasında martensite morfolojisi değişmezken 24 saat yaşlandırma sonrası çökeltiler oluşmuştur. Ayrıca alaşımın 300 ? 500 °C aralığında farklı sıcaklıklardayaşlandırılması sonucu ve ? faz çökeltilerinin oluştuğu açığa çıkarıldı. Özellikle 500 °C'de yaşlandırma sonucu martensitik yapı tamamıyla ve ? faz çökeltilerine dönüşmüştür. Oluşan bu çökelti fazlar alaşımın sertliğini etkilemiştir. Yaşlandırma sıcaklığı veya yaşlandırma süresi arttıkça alaşımın sertliği de artmıştır.Beynitik bir dönüşüm geri dönüşemez olduğu için beynit oluşumu martensite miktarındaki bir azalma ve beraberinde şekil hatırlama etkisinde bir bozulma anlamına gelmektedir. Ayrıca ve ? faz çökeltileri austenite fazın martensite dönüşümünü engeller. Bu nedenle yapılan yaşlandırma işlemleri sonucu alaşımın sertliği artarken şekil hatırlama etkisi azalmıştır.Anahtar Kelimeler: Şekil Hatırlamalı CuAlNiMn Alaşımı, Martensitik Faz Dönüşümü, Yaşlandırma etkisi, Taramalı Elektron Mikroskop(SEM), Geçirmeli Elektron Mikroskop(TEM), X-Işını Kırınımı

In this study, thermal aging effects on martensitic transformation in shape memory Cu-11.7wt%Al-3.9wt%Ni-2.6wt%Mn alloy have been investigated by means of scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-Ray diffraction, and differential scanning calorimeter (DSC). Experiments showed that thermoelastic martensitic transformation occurred when the alloy quenched into iced water from 950 ? C and parent phase transformed monoclinic 18R ( ) martensite structure.Bainitic and phase precipitates were observed after aging at 300 ? C for different periods. While the morphology of martensite unchanged at the early stage of aging, bainite and precipitates occurred after 24h aging. In addition, it was revealed that and ? phase precipitates occurred after aging at different temperatures in the range 300 ? C to 500 ? C. In particularly, the martensite structure transformed completely and ? phase precipitates as result of aging at 500 ? C. These precipitate phases influenced the harness of the alloy. The hardness increased as the aging temperature or period increase.Since the bainitic transformation is irreversible, the formation of bainite implies a decrease in the fraction of martensite and a degradation of shape memory effect. Besides, and ? phase precipitates are hinder the transformation of the austenite into martensite. Thus, the aging decreased the shape memory effect of the alloy while the hardness increased.Key Words: Shape Memory CuAlNiMn Alloy, Martensitic Phase Transformation, Aging Effect, Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), X-Ray Diffraction.