Mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilen timonb esaslı yüksek entropili refrakter alaşımların mikroyapısal, mekanik ve termal özelliklerine Cr ve W etkisinin incelenmesi
Investigation of the effects of Cr and W on the microstructural and thermal proporties of timonb based high entrophy refractory alloys produced by mechanical alloying
- Tez No: 729403
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TUNCAY ŞİMŞEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Bu çalışmada, mekanik alaşımlama yöntemi (MA) ile eş atomik kütle oranlarına sahip yüksek entropili refrakter TiMoNbCr, TiMoNbW, TiMoNbCrW ve alaşımları sentezlenmiştir. Sentez deneyleri, gezegensel tip öğütücüde 320 rpm dönme hızında, Argon atmosferi altında farklı sürelerde (5,10,20 ve 30 saat) gerçekleştirilmiştir. Alaşımların yapısal, mikroyapısal ve morfolojik özellikleri X Işını Difraktometresi (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (EDS) yöntemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Sentezlenen alaşımlarda, öğütme süresinin artmasıyla en şiddetli piklerin (2𝛳) küçük açılara doğru kaydığı ve katı çözelti fazının öğütmenin ilk aşamalarında oluşmaya başladığı tespit edilmiştir. Katı çözelti fazının oluşmasıyla örgü gerinimlerin arttığı, kristalit boyutun ise azaldığı tespit edilmiştir. Alaşımların tamamında 30 saatlik öğütme süresinin sonunda HMK yapılı bir faz oluştuğu gözlemlenmiştir. TiMoNbCr, TiMoNbW ve TiMoNbCrW alaşımlarının 30 saatlik öğütme sonrası örgü parametreleri sırasıyla 2,934 Å, 2,916 Å ve 2,914 Å, kristalit boyutları ise 7,2; 7,4 ve 9,7 nm olarak hesaplanmıştır. TiMoNbCr TiMoNbW, TiMoNbCrW ve alaşımlarının dislokasyon yoğunlukları ise sırasıyla 2,22x1016/m2, 2,20x1016/m2 ve 1,35x1016/m2 olarak hesaplanmıştır. Artan öğütme süresiyle birlikte alaşımların örgü gerinimlerinde ve dislokasyon yoğunluklarında meydana gelen artışların, katı çözelti fazlarının oluşmasından ve yoğun plastik deformasyonlardan kaynaklandığı görülmüştür. Öğütme sonundaki alaşımların SEM görüntüleri incelendiğinde, öğütme süreleri boyunca soğuk kaynaklanma ve kırılma mekanizmalarının birbirini takip etmesiyle tozların aglomere olduğu ve düzensiz yapılı parçacıklardan meydana geldiği tespit edilmiştir. MA yöntemi ile üretilen alaşımlar 900oC'de 40 MPa basınç altında sıcak presleme işlemiyle 15 mm çap ve 6mm boyutlarında hazırlanmış, ardından bu örnekler kullanılarak mikrosertlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Sıcak preslenen numunelerin mikro sertlikleri TiMoNbCrW, TiMoNbW ve TiMoNbCr alaşımları için sırası ile 515,2, 508,5 ve 430,3 HV olarak ölçülmüştür. Alaşımların Diferansiyel Termal Analiz (DTA) ve Termogravimetrik Analiz (TG) yöntemi ille alaşımların termal özellikleri araştırılmıştır. Öğütülmüş tozların DTA eğrileri TiMoNbCr, TiMoNbW ve TiMoNbCrW alaşımları için sırasıyla 396,75oC, 513,15oC, 633,24oC üzerindeki sıcaklıklar için endotermik olarak gerçekleşmiş ve Cr ve W katkısının termal özellikleri olumlu etkilediği gözlemlenmiştir. TGA analizleri değerlendirildiğinde, TiMoNbCrW alaşımının oksitlenme dayanımının en düşük olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, equiatomic refractory TiMoNbCr, TiMoNbW, TiMoNbCrW alloys were synthesized by mechanical alloying method (MA). Synthesis experiments were carried out in a planetary type ball mill at a rotational speed of 320 rpm, under Argon atmosphere for different milling periods (5, 10, 20 and 30 hours). The structural, microstructural and morphological properties of the alloys were characterized using X-Ray Diffractometry (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) methods. It was determined that the most intensive peaks of the alloys shifted towards lower angles (2𝛳) with the increase of milling time and the solid solution phase started to form in the first stages of the milling. It was determined that the lattice strains increased with the formation of the solid solution phase, while the crystallite size decreased. It was observed that single solid solution phase of HMK was formed at the end of the 30-hour milling period in all of the alloys. The lattice parameters and crystallite size of the TiMoNbCr, TiMoNbW and TiMoNbCrW alloys after 30 hours of milling were 2.934 Å, 2.9165 Å and 2.9149 Å, 7.2, 7.4 and 9.7 nm, respectively. The dislocation densities of TiMoNbCr, TiMoNbW, TiMoNbCrW alloys were calculated as 2.22x1016/m2, 2.20x1016/m2 and 1.35x1016/m2, respectively. It was observed that the increases in the lattice strains and dislocation densities of the alloys with increasing milling time were caused by the formation of solid solution phases and intense plastic deformations. When the SEM images of the alloys at the end of the milling were examined, it was determined that the powders were agglomerated and consisted of irregular shaped particles with the continuation of cold welding and fracture mechanisms during the milling periods. Mechanically alloyed powders were prepared in 15 mm diameter and 6 mm dimensions by hot pressing under 40 MPa pressure at 900oC, and then microhardness measurements were carried out. The microhardness of the hot-pressed samples were measured as 515.2, 508.5 and 430.3 HV for TiMoNbCrW, TiMoNbW and TiMoNbCr alloys, respectively. Thermal properties of alloys were investigated by using Differential Thermal Analysis (DTA) and Thermogravimetric Analysis (TG) methods. The DTA curves of the ground powders were endothermic for the temperatures above 396,75oC, 513,15oC, 633,24oC for TiMoNbCr, TiMoNbW and TiMoNbCrW alloys, respectively, and it was observed that Cr and W additives affected the thermal properties positively. The oxidation resistance of the TiMoNbCrW alloy was found to be the lowest from the ТGA analyses.
Benzer Tezler
- Mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilen Fe esaslı Mo+NiAl+WC takviyeli kompozit malzemelerin adhesif aşınma davranışlarının incelenmesi
Investigation of adhesive wear behaviour of Fe matrix and Mo+NiAl+WC reinforced composite materials produced by mechanical alloy method
EMRE GELİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR OSMAN YILMAZ
- Mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilen Ti-nb esaslı alaşımların mikroyapısal, mekanik, antibakteriyel ve sitotoksik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of microstructural, mechanical, antibacterial and cytotoxic properties of Ti-nb based alloys produced by mechanical alloying method
AHMET BURÇİN BATIBAY
Doktora
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA EVCİN
DOÇ. DR. HASAN KOTAN
- Mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilen titanyum bazlı kompozit malzemelerin öğütülebilirliklerinin incelenmesi
An investigation into the millability of titanium based composite materials produced by using two different mechanical alloying attritors
ŞABAN ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Metalurji MühendisliğiZonguldak Karaelmas ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT ÖZBİLEN
Y.DOÇ.DR. DURSUN ÖZYÜREK
- Mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilen FeCoNi alaşımına Cr ve Nb eklenmesinin yapısal, morfolojik ve manyetik özelliklere etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of Cr and Nb additions on the structural, morphological and magnetic properties of FeCoNi alloy produced by mechanical alloying method
ALİCAN YAKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiMersin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUNCAY ŞİMŞEK
- Mekanik alaşımlandırma yöntemi ile üretilen metal matrisli kompozitlerin mekanik özelliklerinin matematiksel olarak modellenmesi
Mathematical modeling of mechanical properties of metal matrix composites produced by mechanical alloying method
MUSTAFA UYANIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ESEN DAĞAŞAN BULUCU