Bulk amorphous/nanocrystalline materials: Structural amorphous steels
İri hacimli camsı/nanokristal malzemeler: Camsı yapı çelikleri
- Tez No: 381018
- Danışmanlar: PROF. DR. MAHMUT VEDAT AKDENİZ, PROF. DR. AMDULLA MEHRABOV
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kristal yapıya sahip geleneksel çelikler endüstride yaygın olarak kullanılmasına rağmen, iri hacimli camsı çelikler (İHCÇ), sahip oldukları özellikler sayesinde, kritik değere sahip parçalarda geleneksel çeliklerin yerini alma potansiyeline sahip malzemelerdir. Bu sıra dışı özellikler, yüksek mukavemet ve sertlik, daha iyi aşınma ve korozyon direncidir. Bunlara ek olarak, Zr ve Pd esaslı iri hacimli camsı metallerle karşılaştırıldığında da, bu malzemelere karşı bir çok avantaj sergilemiştir: düşük maliyet, yüksek mukavemet, yüksek korozyon direnci ve daha yüksek ısı istikrarı. Ancak, diğer camsı metal türlerinde de olduğu gibi, yüksek saflıkta element ve ileri üretim yöntemlerinin kullanılması, İHCÇlerin ticari alanda kullanılmasına engel oluşturmaktadırlar. Aynı zamanda, bu ileri malzemelerin geleneksel yöntemler ile üretilebilmeleri için cam oluşturma eğilimlerinin (COE) de geliştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, İHCÇ tasarımı ve üretimi ana malzeme olarak hurda dökme demir ve geleneksel santrifüj döküm yöntemi kullanılarak başarıyla üretilmiştir. İHCÇ üretimi ilk kez hurda malzeme kullanımı ile başarıya ulaşmıştır. Üretilen baz alaşımın çok geniş aşırı soğumuş eriyik bölgesi bulunmasına rağmen, görece düşük cama geçiş sıcaklığına sahip olması, termal olarak kararlılığının geliştirmesi gerekliliğini göstermektedir. Baz alaşımda gözlenen karbit fazlarının kararsız hale getirilmesi ve termal kararlılığının arttırılması amacıyla değişik alaşım element ilaveleri yapılmıştır. Bu element ilavelerinin sonuçlarına göre, aralarında en iyisinin Mn olduğu gözlemlenmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise, alaşımlarda bulunan Mn miktarı mikroalaşımlama yöntemi kullanılarak optimize edilmeye çalışılmıştır. Numunelerdeki Mn miktarı 7%at. seviyesine çıkarıldığında COE de bu limite kadar artış gözlemlenmiş, fakat, bu seviyeden sonra tekrar düşüş gözlemlenmiştir. 7% at Mn içeren numunelerde yüksek cama geçiş sıcaklığı, görece dar aşırı soğumuş eriyik bölgesi, gelişmiş COE ile çekirdeklenmenin engellenmesi için düşük kritik soğuma hızı, aşırı sertlik ve çok yüksek korozyon direnci gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Although conventional steels with crystalline structures have been extensively utilized by industries, bulk amorphous steels (BASs) show great potential to supersede these crystalline steels for some critical structural and functional applications because of their unusual combinations of engineering properties: these include higher strength and hardness, better wear and corrosion resistance. Moreover, compared with most other bulk amorphous alloy systems such as Zr- and Pd-based bulk metallic glasses, BASs offer some important advantages: much lower material cost, higher strength, better corrosion resistance, and higher thermal stability (the glass transition temperatures are close to or above 800 K). However, like all metallic glasses, usage of high purity constituent elements and advanced production methods, made commercial usage of BASs difficult due to production cost. Moreover, it is necessary to improve the glass forming abilities (GFA) of Fe-based alloys in order to enhance their ability to form bulk glassy steels under conventional industrial conditions. In this study, BASs design and production was successfully achieved from commercially available scrap cast irons by conventional centrifugal casting machine. For the first time, BAS production was succeeded from scrap precursors. Although the glassy phases of the initially produced base alloy had extremely wide supercooled liquid region (~120K), Tg (816K) needed to be improved for higher thermal stability. To destabilize the carbides formed in base alloy and to enhance the thermal properties of the BAS samples, different alloying additions with same amount of Mo substitutions were applied and Mn was determined as the best among the others. In the second part of the study, the Mn was content tried to be optimized by microalloying technique. As Mn content increased up to 7at.% in composition, improved GFA was obtained from samples; however, after that point samples showed a decrease in GFA. The samples with 7at.% Mn showed high Tg (863K) with relatively low ΔTx (25K), high glass forming ability with necessity of low critical cooling rate to suppress nucleation, extreme hardness near 1200HV and superior corrosion resistance in extreme environments.
Benzer Tezler
- Molibden katkılı elmas-benzeri karbon filmlerin üretimi, karakterizasyonu ve tribolojik özellikleri
Production, characterization and tribological properties of molybdenum doped diamond-like carbon films
EMRE ALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. KÜRŞAT KAZMANLI
- AL7Sİ-xB4C VE AL7Sİ-xZrB2 (x= %5, %10 VE %15)kompozitlerinin mekanik alaşımlama ve sinterleme süreçlerinin incelenmesi ve karakterizasyon çalışmaları
Development and characterization of AL7SI-xB4C AND AL7SI-xZRB2 (x= 5 wt.%, 10 wt.% AND 15 wt.%) composites via mechanical alloying and sintering
BERNA KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Liyofilize yoğurt kültürü eldesi ve muhafazası üzerine araştırmalar
Başlık çevirisi yok
MELEK FOTOCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA METİN