Mn-Cu şekil bellekli alaşımların hızlı soğutma yöntemi ile üretimi ve şekil bellek özelliklerinin belirlenmesi

Abstract

Sekil bellekli alasımlar, uygun ısıl ve mekanik islemlere maruz kaldığında önceki sekilveya boyutuna geri dönebilen metalik malzeme gruplarıdır.%60'dan fazla Mn içeren Mn-Cu alasımlarında iki yönlü sekil bellek özelliğinerastlanmaktadır. Mn-Cu esaslı alasımlardaki bu sekil bellek etkisi ve dönüsüm sıcaklıkları Mnoranı arttıkça artmaktadır, su verme isleminden sonra yaklasık 400° ? 450°C'de belirlisürelerde yapılacak yaslandırma islemi sonunda, Mn-Cu alasımları Mn'ca zengin ?1 ve Cu'cazengin ?2 bölgelerine ve ?-Mn'a dönüsmektedir. Bu ayrısma (?1 ve ?2) dönüsüm sıcaklıklarınınyükselmesine, tavlama sonrası su verme ile olusan YMT fazın kristal yapısının tetragonallikderecesinin artmasına, tetragonallik derecesindeki artma da alasımların sekil bellek etkisiözelliklerinin artmasına yol açar.Bu çalısmanın amacı; Mn-%40Cu, Mn-%30Cu ve Mn-%20Cu bilesimindeki SBA'larıhızlı katılastırma ile elde edip, 450°C'de değisik sürelerde yaslandırıp sekil bellek özellikleriniincelemekti. Yardımcı olması ve karsılastırma amacıyla aynı bilesime sahip alasımlardöküm+haddeleme yöntemleri ile üretilip yine aynı sekilde incelenmistir.Deneysel çalısmalarda; her iki yöntemle üretilen alasımların dönüsüm sıcaklıklarınıbelirlemek amacıyla yapılan DSC ölçümleri sonucu hızlı katılastırma ile elde edilen alasımlarındaha yüksek dönüsüm sıcaklıklarına sahip olduğu; mikroyapı özelliklerini belirlemek amacıylayapılan SEM çalısmaları ve EDS analizleri sonucu alasımların Mn'ca zengin ve fakir bölgelereayrıstığı, yapıdaki fazların ve tetragonallik derecelerinin belirlenmesi amacıyla yapılan XRDölçümleri sonucu hızlı katılastırma ile üretilen alasımların daha yüksek tetragonallik derecesinesahip olduğu ve mekanik özellikleri belirlemek amacıyla yapılan çekme deneyleri sonucu isehızlı katılastırma ile üretilen alasımların mukavemet ve % uzama değerlerinin seritlerinkenarlarının düzgün olmamasının çentik etkisi olusturması nedeniyle daha düsük olduğubulunmustur.Anahtar Kelimeler: Mn-Cu, Sekil Bellekli Alasımlar, Hızlı Katılastırma, Yarı-Kararlı fazlar

Shape memory alloys are the metallic materials which can recover their original shapesor dimensions when heat treated or machanically processed.Two-way shape memory properties are observed in Mn-Cu alloys which contain morethan 60wt.%Mn. This shape memory effect and transformation temperatures are increased withthe increasing amount of Mn. Mn-Cu alloys are transformed in to Mn-rich ?1 and Cu-rich ?2regions and as well to ?-Mn phase as a result of aging at 400-450°C. This decomposition (?1 and?2) results in increasing of transformation temperature and tetragonality degrees of crystalstructure of FCT formed as a result of quenching after aging. The increase in tetragonalitydegree results in increasing of shape memory effect properties of these alloys.The aim of this study is to produce shape memory alloys with compositions ofMn- 40 wt.%Cu, Mn-30 wt.%Cu and Mn-20 wt.%Cu by rapid solidification (melt ? spinning)technique and to investigate the shape memory properties of these alloys after aging at 450°Cfor different times. The alloys with same compositions are produced with casting + rollingmethods and investigated in the same manner for comparison reasons.In the experimental studies; DSC measurements were performed to determine thetransformation temperatures of the phases in the alloys produced with two methods and rapidlysolidified alloys were found to have higher transformation temperatures. SEM and EDS analysiswere carried out to determine the microstructural properties of alloys and the analysis revealedthat alloys were decomposed in to Mn-rich and Mn-poor regions. XRD analysis were taken todetermine the phases and tetragonality degree and showed that the tetragonality degree of alloysproduced with rapid solidification were higher. As a result of tensile tests conducted todetermine the mechanical properties, strength and % elengation values of rapidly solidifiedalloys were measured lower due to the imperfections of the edges of the ribbons which causethe notch effectKey Words : Mn-Cu, Shape Memory Alloys, Rapid Solidification, Meta-Stable Phases