Fe-Ni-Mn-Cr ve Fe-Ni-Mn-Cr-Si alaşımalarının yapısal, magnetik, termal, elektriksel iletkenlik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Fe-Ni-Mn-Cr ve Fe-Ni-Mn-Si-Cr alaşımlarının Ni element yüzdelerinin ve ısıl işlem sürelerinin değiştirilmesi ile meydana gelen faz dönüşümlerinin Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) ve X-Işını Difraktometre (XRD) ile yapısal ve kristalografik özellikleri ve Mössbauer Spektroskopisi yöntemi ile magnetik özellikleri, Termogravimetrik Analiz (TGA) ve Diferansiyel Termal Analiz (DTA) ile termal özellikleri, Four Prope Metot ile direnç ve Vickers metot ile mekanik özellikleri incelenmiştir.Si elementi içermeyen, Fe-%10,1Ni-%2,14Mn-%0.42Cr alaşımı 25 saat ısıl işlem gördükten sonra bainite yapı, 3 saat ısıl işlem gören Fe-%31,5Ni-%2,23Mn-%0.41Cr alaşımında ise martensite ve dentrite yapılar gözlenmiştir. Aynı şekilde Si elementi içeren, 40 saat ısıl işlem görmüş, Fe-%11,61Ni-%0,23Mn-%1,12Si-%0.34Cr ve Fe-%32,03Ni-%0,14Mn-%0,12Si-%0.38Cr alaşımlarında sırasıyla bainite ve austenite yapılar ortaya çıkarılmıştır. Bu incelemeler XRD ile desteklenerek (110)? ve (200)? bainite fazın, (111)?, (200)? ve (220)? austenite fazın, (110)? (111)?, (200)? ve (200)? martensite ve dentrite fazların kristalografik düzlemleri olarak bulunmuştur.İncelenen alaşımlarda Mössbauer Spektroskopisi yöntemi kullanılarak, ortaya çıkan fazların magnetik davranışları ve bu fazların hacımsal miktarları belirlenerek, austenite fazın ferromagnetik yada antiferromagnetik, martensite fazın paramagnetik ve bainite fazın ise ferromagnetik özellik gösterdiği ortaya çıkarılmıştır.İncelenen alaşımların, kütle artış ve enerji kazanç başlama sıcaklıkları termal analiz yöntemi kullanılarak açığa çıkarılmıştır. Ayrıca bu çalışmada, martensite fazın bainite fazdan, bainite fazın dentrite fazdan, dentrite fazın ise austenite fazdan daha sert bir mekanik özelliğe sahip olduğu anlaşılmıştır.

In this study, morphologic, magnetic, thermal, electrical conductivity and mechanical properties of phase transformation of Fe-Ni-Mn-Cr and Fe-Ni-Mn-Si-Cr alloys which occur by changing the percentage rate of Ni element and changing the duration of heat treatment, have been examined using various physical characterization methods.In the Fe-%10,1Ni-%2,14Mn-%0.42Cr alloy without Si element, bainite phases was observed after heat treatment of 25 hours, and after in the Fe-%31,5Ni-%2,23Mn-%0.41Cr alloy martensite and dentrite structures were observed after 3 hours of heat treatment. Similarly, Fe-%11,61Ni-%0,23Mn-%1,12Si-%0.34Cr and Fe-%32,03Ni-%0,14Mn-%0,12Si-%0.38Cr alloys were observed to have austenite and bainite structures respectively after heat treatment of 40 hours with addition Si element. The observations were made using Scanning Electron Microscopy (SEM). These observations, supported with X- Ray Diffraction (XRD), showed that the crystallographic plates of bainite phase have (110)?, and (200)?, austenite phase have (111)?, (200)?, (220)? and martensite and dentrite phases have (110)? (111)?, (200)? and (200)?.Mössbauer spectroscopy was used to determine magnetic behaviors and volume fraction in austenite, bainite and martensite phases. As a result, austenite and bainite phases showed ferromagnetic or anti-ferromagnetic and martensite phase showed paramagnetic behavior.Thermogravimetric Analysis (TGA) and Differential Thermal Analysis (DTA) were used to determine start temperatures of increased mass and gained energy. Finally, at this study, Vickers micro-hardness technique was used to investigate mechanical properties of austenite-dentrite-bainite-martensite formations in studied alloys. When the data gathered after these studies were compared with the other phases, dentrite, austenite, bainite and martensite phases showed different characteristics. In mechanical hardness aspect, hardness of quenched cooled sample was found to be in order as martensite, bainite, dentrite and austenite phases respectively, the first one being the hardest.