Cu Zn Al alaşımlarında martensit stabilizasyonu ve yaşlandırma etkileri

Abstract

ÖZET (Doktora Tezi) CuZnAl ALAŞIMLARINDA MARTENSİT STABİLİZASYONV VE YAŞLANDIRMA ETKİLERİ Nejdet KAYALI Fuat Üniversitesi Fen Bitimleri Enstitüsü Fizik Anadilim Dalı 1993, sayfa: 116 CuZnAl alaşımlarında gözlenen şekil hatırlama olayı, martensit fazın tersinir termoelastik dönüşüm ile ana faza dönüşmesi olarak bilinir. Bu alaşımlarda termoelastik martensit dönüşümü, kübik yapıdan uzun periyottu bir yapıya (B2 den 9R ye veya DO3 denl8Rye) geçişle meydana gelir. Bu çalışmada, şekfl hatırlamalı Cu-%24.98Zn-%4.43Al ve Cu-%21.62Zn-%5.68Al (ağırlık yüzdeli) alaşımlarında termal çevrimler ve yaşlandırma etkileri ile ortaya çıkan martensit stabilizasyonu ile makroskobik ve mikroskobik değişimler incelendi ve bu değişimlerin araştırılmasında makroskobik çevrimleme, diferansiyel tarama kalorimetresi (DSC), x-ışını difraksiyonu, optik metalografi ve sertlik ölçümü metottan kullanıldı. Makroskobik çevrimler sonunda alaşımların dönüşüm davranışlarında ve histerisizlerinde önemli değişikliklerin olmadığı; dış zorlara karşı çevrimlemelerde ise ters dönüşüm sıcaklıklarında önemli yükselmelerin, termal histerisizlerde önemli daralmaların, şekil hatırlama kapasitelerinde ise büyük kayıpların olduğu görüldü. DSC ölçümü sonuçlarından ters dönüşüm sıcaklıklarının termal çevrimleme ile düştüğü, fakat oda sıcaklığında martensit fazda yaşlandırma ile yükseldiği tespit edildi. M18R martensit yapı için indisleri (h^-b/^VS = (k22-kj2)/4 bağıntısını sağlayan seçilmiş bazı difraksiyon düzlem çiftleri için Ad düzlemlerarası mesafe farklarının, oda sıcaklığında bekletme süresinin ilk aşamalarında önemli düşüşler gösterdiği, daha ileri yaşlandırmalarda ise bir kararlılığa eriştiği görülmüştür. Buradan, yukarıdaki şartlan sağlayan martensit fazdaki (122-202) gibi bazı difraksiyon pikleri için Ad mesafe farkının, M18R martensit fazda düzen derecesinin bir ölçüsü olarak kullanılabileceği sonucuna varıldı. Ayrıca, austenit fazda yaşlandırma süresiyle numunelerde önemli ölçüde çökelti fazlan oluştuğu, numunelerin sertliklerinde ise büyük oranda artışlar olduğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler : CuZnAl alaşımları, termoelastik martensit dönüşümü, şekil hatırlama olayı, martensit stabilizasyonu, yaşlandırma etkileri, uzama parametresi, dönüşüm sıcaklıkları, düzlemlerarası mesafe farkı (Ad), çökelme, vickers serdik numarası.

SUMMARY (Ph.D Thesis) MARTENSITE STABILIZATION AND AGEING EFFECTS IN CuZnAl ALLOYS Nejdet KAYALI Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Physics 1993, page: 116 Shape memory effect exhibited by CuZnAl alloys is known as transformation of martensitic phase to parent phase with reversible thermoelastic transition. In these alloys, thermoelastic martensitic transformation takes place with transition from cubic structure to a long period structure (B2->9R or DC-3-»18R). In the present study, martensite stabilization forming with the thermal cycling and ageing effects, and macroscobic and microscobic changes in shape memory Cu- 24.98%Zn-4.43%Al and Cu-21.62%Zn-5.68%Al alloys (in weight) have been investigated and the following techniques have been used for this purpose; macroscobic cycling, differantial scanning calorimetry (DSC), x-ray diffraction, optical metallography and hardness measurements. It has been seen that significant changes have not been observed in transformation behaviour and thermal hysteresis of the alloys with thermal cycling while increases on a large scale in transformation temperatures, important shrinkages in thermal hysteresis and big loses in shape recovery rate have been observed at the cyclings against externally applied stresses. From the DSC measurements it has been seen that reverse transformation temperatures decreased with thermal cycling while increased with the holding duration at the room temperature in martensitic condition. Interplane distance differences (Ad) of some selected pairs of diffraction planes with indices satisfying the relation (h^-h^/S = (k22-k12)/4 for M18R martensites have significantly decreased at the fist stages of holding duration at the room temperature and reached to the stabilization at the forward stages of ageing. With the observation it has been reached the following conclusion; the difference in the interplane distances, Ad, of the above mentioned diffraction peaks such as (12İ-202) in martensite which satisfy the certain conditions can be used as a measure of the degree of ordering in martensitic phase M18R. In addition, it has been observed that precipitation phases have occured in specimens with ageing at austenitic phase condition and hardness rates have significantly increased. Key Words : CuZnAl alloys, thermoelastic martensitic transformation, shape memory effect, martensite stabilization, ageing effects, elongation parameter, transformation temperatures, interplane distance difference (Ad), precipitation, vickers hardness number.