Geri Dön

Synthesis and development of refractory high entropy alloys

Refrakter yüksek entropili alaşımların sentezi ve geliştirilmesi

  1. Tez No: 652637
  2. Yazar: AYBERK AYRENK
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKAY KALAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Çankaya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 104

Özet

Yüksek entropili alaşımlar (YEA'lar), uzay ve havacılık, nükleer ve kimyasal proses endüstrilerinde yüksek sıcaklıklı uygulamalarda, ilgi çeken özelliklerinden ötürü yeni metalik alaşım sistemleri olarak görev görmektedir. Bu tez, refrakter yüksek entropili alaşımların sentezi ve geliştirilmesine, eşatomik olmayan Al-Co-Cr-Fe-(Ni-Nb-Ti) ve eşatomik Al-Hf-Mo-Nb-Ta-Ti-V alaşım sistemlerinin döküm ve izotermal tavlama koşulları altındaki faz kararlılıkları, mikroyapı değişimleri, yüksek sıcaklıklardaki davranışları ve mekanik özelliklerinin incelenmesine odaklanmaktadır. Alaşımlar önceden hesaplanan termodinamik verilere göre belirlendi. Alaşımlar yüksek saflıkta elementler kullanılarak vakumlu ark eritici ile üretildi. Yüksek entropili alaşım sistemleri X-ışını kırınımı (XRD), yerinde X-ışını kırınımı, optic mikroskop, geçişli electron mikroskobu, sertlik, basma ve çekme testleri ile incelenmiştir. Analizler, Al-Co-Cr-Fe-(Ni-Nb-Ti) alaşım sistemlerinde Nb ve Ti elementleri konstanrasyonlarına bağlı faz oluşumlarını ve mekanik özellik değişimlerini ortaya koymuştur. Vickers mikrosertlik testleri, Nb ve Ti eklemesiyle alaşımların sertliklerinde artış göstermektedir. Basma testlerinde döküm Al8Co30Cr18Fe9Ni31Nb4 ve Al8Co30Cr18Fe9Ni31Ti4 alaşımları sünek tipi kırılma tipi göstermiştir. Çekme testlerinde en yüksek tokluk değeri, dendrit matrisinde tetrataenite FeNi fazının dağılım gösterdiği döküm Al8Co30Cr18Fe9Ni31Ti4 alaşımı için, 844 MPa ile en yüksek çekme mukavemeti ve %29.76 ile en yüksek basınç kırılma gerilimi ile gözlemlenmiştir. B2/BCC çoklu fazına sahip Al-Hf-Mo-Nb-Ta-Ti-V alaşım sistemleri yüksek sıcaklıklarda kararlı bir faz yapısı ortaya koymuştur. Mikroyapı analizleri göstermektedir ki bu alaşımlar yüksek sıcaklıklı uygulamalar için iyi refrakter YEA adaylarıdır.

Özet (Çeviri)

High entropy alloys (HEAs) serve as a new metallic alloy system for high-temperature applications in aerospace, nuclear, and chemical process industries due to their attractive properties. This thesis focuses on the synthesis and development of refractory HEAs, and the investigation of their phase stability, the evolution of microstructure, high-temperature behavior, mechanical properties of nonequiatomic Al-Co-Cr-Fe-(Ni-Nb-Ti), and equiatomic Al-Hf-Mo-Nb-Ta-Ti-V alloy systems under as-cast and isothermally annealed conditions. The alloys were predetermined based on the calculated thermodynamic data. The alloys were then were produced by vacuum arc melter using high purity elements. The high entropy alloy systems were investigated using X-ray diffraction (XRD), in-situ X-ray diffraction (XRD), optic microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), hardness, compression, and tension tests. The analysis reveals the dependency of mechanical properties and phase formation on Nb and Ti concentration of the Al-Co-Cr-Fe-(Ni-Nb-Ti) alloy systems. The Vickers microhardness tests reveal an increase in hardness with the addition of Nb and Ti. The ductile type of fracture was seen for as-cast Al8Co30Cr18Fe9Ni31Nb4 and Al8Co30Cr18Fe9Ni31Ti4 alloys. The highest toughness value, highest ultimate tensile strength of 844 MPa and highest compressive fracture strain of 29.76% were observed for Al8Co30Cr18Fe9Ni31Ti4 alloy, which has tetrataenite FeNi intermetallic phase distributed in the dendritic matrix. The Al-Hf-Mo-Nb-Ta-Ti-V alloy systems with B2/BCC dual-phase structure indicate good phase stability upon heating. The structure analysis reveals that these systems can be good candidates for refractory HEAs for high-temperature applications.

Benzer Tezler

  1. Mekanik alaşımlama yöntemi ile refrakter yüksek entropi HfMoNbVW-(Cr, Ni) alaşımlarının sentezlenmesi, ark ergitme ve basınçsız sinterlerme yöntemleriyle yoğunlaştırılması ve ilişkin karakterizasyon çalışmaları

    Synthesis of refractory high entropy HfMoNbVW-(Cr, Ni) alloys by mechanical alloying method, densification by arc melting and pressureless sintering methods and related characterization studies

    ZEYNEP BEYZA DOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU

  2. Mekanik alaşımlama ve basınçsız sinterleme yöntemleri ile WNbMoVAlxCry (x, y = 0 – 1,0) refrakter yüksek entropi alaşımlarının sentezlenmesi ve ilişkin karakterizasyon çalışmaları

    Synthesis and related characterization investigations of WNbMoVAlxCry (x, y = 0 – 1,0) refractory high entropy alloys by mechanical alloying and pressureless sintering methods

    CEM ÇİÇEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU

  3. Development and characterization of high entropy (HfTiZrMn/Cr)B2 based ceramics

    Yüksek entropi (HfTiZrMn/Cr)B2 bazlı seramiklerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    İLAYDA SÜZER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DUYGU AĞAOĞULLARI

  4. FeNiCoCu yüksek entropili alaşımlarının ultrasonik sprey piroliz tekniği ile üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of FeNiCoCu high entropy alloys via ultrasonic spray pyrolysis method

    BURAK KÜÇÜKELYAS

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN

  5. Effects of pressure and bias voltage on the morphology and properties of refractory WNbMoV high entropy thin films coated via magnetron sputtering

    Basınç ve bıas voltajının, magnetron sıçratma yoluyla kaplanmış refrakter WNbMoV yüksek entropili ince filmlerin morfolojisi ve özellikleri üzerindeki etkileri

    SEVDA JAFARI AGHDAM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU