Hibrit takviyeli nanokristal cocrfeni yüksek entropili alaşımlarda tavlama parametrelerinin mikroyapısal gelişim ve sertlik üzerindeki etkisi
Effect of annealing parameters on the microstructural evolution and hardness of hybrid – reinforced nanocrystalline cocrfeni high entropy alloys
- Tez No: 1011131
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN KOTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilen nanokristal CoCrFeNi yüksek entropili alaşımının (YEA) mekanik özellikleri ve termal kararlılığı üzerine Sm ve B4C katkılarının hibrit etkileri araştırılmıştır. Bu bağlamda alaşımlara 900 ve 1100 °C'de sırasıyla 1, 3, 6, 12 ve 24 saat, 500 ve 700 °C'de ise 1 ve 24 saat süreyle tavlama işlemi uygulanmıştır. Yapısal ve mikroyapısal analizleri X-ışını kırınımı (XRD), odaklanmış iyon demeti mikroskobu (FIB) ile taramalı geçirimli elektron mikroskobu (STEM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar öğütülmüş haldeki CoCrFeNi YEA tozlarının 7 nm olan başlangıç tane boyutunun, 900 °C'de 1 saat tavlama sonrası ortalama 247,38 ± 69 nm'ye yükseldiğini göstermiştir. Buna karşın Sm ve B4C katkılı hibrit alaşımda tane büyümesi belirgin biçimde engellenmiş, başlangıç tane boyutu değeri 5 nm iken 900 °C' de 24 saatlik tavlama işleminden sonra 98,74 ± 47 nm olarak tespit edilmiştir. 1100 °C'de 24 saatlik tavlama koşullarında dahi hibrit yapının tane boyutu katkısız YEA'na kıyasla daha düşük kalmış; 1100 °C'de 24 saat tavlama sonrasında CoCrFeNi alaşımı belirgin bir tane büyümesi sergileyerek 4,5 ± 1.1 µm seviyesine yükselirken hibrit alaşımda tane boyutu 1,29 ± 0,19 µm seviyesinde kalmıştır. Mikro-yapısal değişimin sertlikle ilişkisi, mekanik özelliklerdeki değişimleri tavlama süresi ve sıcaklığa bağlı olarak değerlendirebilmek için kullanılmıştır. CoCrFeNi YEA'nın mekanik öğütme sonrası 517,8 ± 25 HV olan sertlik değeri, 900 °C ve 1100 °C'de 24 saatlik tavlama sonrası sırasıyla 277 ± 13 HV ve 184 ± 6 HV'ye düşmüştür. Buna karşılık 900 °C'de 24 saat tavlanan hibrit alaşımın sertlik değeri 439,5 ± 10 HV olarak korunmuş, aynı tavlama süresinde sıcaklığın 1100 °C'ye çıkarılmasıyla yaklaşık 248,7 ± 27 HV seviyesinde kalmıştır. Sonuç olarak, zamana karşı yüksek sıcaklıklarda Sm ve B4C ilavelerinin CoCrFeNi alaşıma kıyasla, alaşımın sertliğini ve tane boyutu kararlılığını korumada daha etkili olduğu tespit edilmiştir. Bu özellikleri ile hibrit sistem, yüksek sıcaklık uygulamaları ve toz metalurjisi ile üretim sonrası gerekli sinterleme prosesleri için umut verici bir etki sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This study investigates the hybrid effects of Sm and B4C additions on the mechanical properties and thermal stability of nanocrystalline CoCrFeNi high entropy alloy produced by mechanical alloying. In this context, the alloys were subjected to annealing at 900 and 1100 °C for 1, 3, 6, 12 and 24 hours, respectively, and at 500 and 700 °C for 1 and 24 hours, respectively. The structural and microstructural investigations were carried out using X-ray diffraction (XRD), focused ion beam microscopy (FIB), and scanning electron microscopy (STEM). The results showed that 7 nm as-milled grain size of CoCrFeNi HEA increased to 247.38 ± 69 nm after annealing at 900 °C for 1 hour. In contrast, grain growth slowed significantly in the hybrid alloy with Sm and B4C additions. That is, the initial grain size was 5 nm, while after 24 hours of annealing at 900 °C it was recorded as 98.74 ± 47 nm. Even under annealing conditions of 24 hours at 1100 °C, the grain size of the hybrid HEA remained smaller compared to the base CoCrFeNi HEA. That is, after 24 hours of annealing at 1100 °C, the CoCrFeNi alloy showed significant grain growth, increasing to 4.5 ± 1.1 µm, while the grain size of the hybrid alloy remained at 1.29 ± 0.19 µm. The relationship between microstructure evolution and hardness was used to evaluate the changes in mechanical properties as a function of annealing time and temperature. In the CoCrFeNi alloy, which had a hardness of 517.8 ± 25 HV after mechanical alloying, annealing at 900 °C and 1100 °C for 24 hours reduced the hardness to 277 ± 13 HV and 184 ± 6 HV, respectively. In contrast, the hardness of the hybrid alloy annealed at 900 °C for 24 hours remained at 439.5 ± 10 HV and increase of annealing temperature to 1100 °C for the same annealing time resulted in a hardness of approximately 248.7 ± 27 HV. In conclusion, the addition of Sm and B4C has proven to be more effective than CoCrFeNi alloy in maintaining mechanical strength and grain size stability at high temperatures over time. With these properties, the hybrid system offers a promising method for high-temperature applications and powder metallurgy processing routes requiring high temperature sintering.
Benzer Tezler
- Mechanical enhancement of woven composite with vertical aligned carbon nanotubes: Investigation of interlaminar shear strength property of nano-stitched laminated composites
Karbon nanotüpler kullanılarak kompozitlerin mekanik özelliğinin geliştirilmesi: Nano-dikişli lamine kompozitlerin lamineler arası kayma mukavemetinin incelenmesi
İDRİS GÜRKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ
- Grafen ve bor nitrür takviyeli epoksi reçine ile hibrit nanokompozit üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of hybrid nanocomposite with graphene and boron nitride reinforced epoxy resin
MAHİDE BETÜL ÖZTÜRKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSEL DİLSİZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAHYA ÖZ
- Metal-organik çerçeveli hibrit kompozit malzeme geliştirilmesi ve hidrojen depolama karakteristiği
Development of metal-organic framework structured hybrid composite materials and hydrogen storage characteristics
ZEYNEL ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2015
EnerjiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKSEL ÖZKAN
DOÇ. DR. ABDURRAHMAN ASAN
- CNC / Cam Elyaf / epoksi hibrid kompozitlerin mekanik ve termal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical and thermal properties of CNC / Glass Fiber / epoxy hybrid composites
FATİH ACER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriManisa Celal Bayar ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SUAT BAHAR BAŞTÜRK
- Nano kompozit ve hibrit kompozitlerin üretim ve deneyleri sırasında insan sağlığını etkileyen riskler ile alınması gereken iş sağlığı ve güvenliği tedbirlerinin araştırılması
Researchi̇ng for ri̇sk affecti̇ng human health wi̇th occupati̇onal health and safety measures to be taken, whi̇le nano composi̇te's and hybri̇t composi̇te's producti̇on and experi̇ments
MEHMET ÇOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Çalışma Ekonomisi ve Endüstri İlişkileriGaziantep ÜniversitesiSosyal Bilimler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN BEDİR