Co-60 ile ışınlanmış Cu-bazlı şekil hatırlamalı alaşımların fiziksel parametrelerinin incelenmesi

Abstract

Akıllı malzemeler olarak da bilinen şekil hatırlamalı alaşımlar, uygun mekanik ve/veya ısıl işleme maruz kaldığında, orijinal boyut ve şekline geri dönebilme yeteneğine sahip metalik malzemelerdir. Şekil hatırlamalı alaşımların temel karakteristik özellikleri, alaşıma giren elementlerin oranlarına bağlı olarak değişen kritik bir dönüşüm sıcaklığı üzerindeki ve altındaki iki farklı kristal yapıya ve şekle sahip olabilmeleridir. Araştırmaların çoğu şekil hatırlamalı alaşımlar pazarının büyük bir kısmını kapsayan NiTi (nitional) ve Cu- bazlı şekil hatırlamalı alaşımlarla ilgilidir. Şekil hatırlamalı alaşımlar, uygun termal veya mekanik işlemle önceden tanımlanmış şekli tekrar kazanma konusunda kendine has bir özelliği olan eşsiz akıllı metalik malzeme sınıfıdır. Şekil hatırlamalı alaşımlara uygulanan farklı ısıl işlemler, gerilmeler bu alaşımlarda kısmen düzenlenmiş yapılara neden olurlar.Bu çalışmada (% ağırlıkça) yüzdeleri farklı CuAlBe ve CuAlNi şekil hatırlamalı alaşımları kullanıldı. Alaşım numunelerine 40 kGy ve 50 kGy gama radyasyon dozu uygulandı. Radyasyon dozunun CuAlNi ve CuAlBe şekil hatırlamalı alaşım numuneleri üzerindeki etkileri incelendi. Termodinamik parametreler üzerindeki etkileri diferansiyel tarama kalorimetresi (DSC) ile belirlendi. Mikroyapı incelemeleri X-ışını difraksiyonu (XRD) ve optik mikroskop gözlemleri ile yapıldı. Işınlanmamış ve 40 kGy ve 50 kGy gama radyasyon dozu ile ışınlanmış alaşım numunelerinin mikrosertlik ölçümleri karşılaştırıldı.Gama radyasyonunun CuAlBe ve CuAlNi şekil hatırlamalı alaşım numunelerinin dönüşüm sıcaklıkları ve diğer termodinamik parametrelerinin yanı sıra mikrosertlik, tane boyutu, kristal boyutu gibi yapısal parametrelerinin üzerinde de etkili olduğu gözlemlendi.

Shape memory alloys, also known as smart materials, are metallic materials that have the ability to return to their original size and shape when subjected to appropriate mechanical and/or heat treatment. The main characteristic features of shape memory alloys are that they can have two different crystal structures and shapes above and below a critical transformation temperature, which varies depending on the proportions of the elements entering the alloy. Most of the research concerns NiTi (nitional) and Cu-based shape memory alloys, which cover a large part of the shape memory alloys market. Shape memory alloys are a unique class of smart metallic materials that have the unique property of regaining a predefined shape by appropriate thermal or mechanical treatment. Different heat treatments and stresses applied to shape memory alloys cause partially arranged structures in these alloys.In this study, CuAlBe and CuAlNi shape memory alloys with different percentages (wt%) were used. Gamma radiation doses of 40 kGy and 50 kGy were applied to the alloy samples. The effects of radiation dose on CuAlNi and CuAlBe shape memory alloy samples were investigated. The effects on thermodynamic parameters were determined by differential scanning calorimetry (DSC). Microstructure examinations were made by X-ray diffraction (XRD) and optical microscope observations. The microhardness measurements of alloy samples unirradiated and irradiated with 40 kGy and 50 kGy gamma radiation doses were compared.It was observed that gamma radiation was effective on the structural parameters such as microhardness, grain size, crystal size, as well as transformation temperatures, and other thermodynamic parameters of CuAlBe and CuAlNi shape memory alloy samples