CuZnAlTiB shape memory alloys: Production, characterization and design
CuZnAlTiB şekil bellekli alaşımlarının üretimi, karakterizasyonu ve tasarımı
- Tez No: 75759
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞAKİR BOR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Şekil Bellekli CuZnAl Alaşımları, Üretim, Tane İnceltme, Sıcak Dövme, Tel Çekme, Burma Testi, Döngüsel Yükleme, Isısal Uyarıcı Tasarımı. vı, CuZnAl Shape Memory Alloys, Production, Grain Refining, Hot Deformation, Wire Drawing, Torsion Testing, Cyclic Loading, Thermal Actuator Design. IV
- Yıl: 1998
- 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: 156
Özet
ÖZ CuZnAlTiB ŞEKİL BELLEKLİ ALAŞIMLAR: ÜRETİMİ, KAREKTERİZASYONU VE TASARIMI Karabay, Yusuf Ziya Yüksek Lisans, Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Şakir Bor Temmuz 1998, 144 Sayfa Şekil bellekli CuZnAl alaşımları, ticari saflıktaki metallerden tane inceltici olarak TİB2 katkısı ile atmosfere açık indüksiyon ocağında üretilmişlerdir. CuZnAl alaşımlarında, tane inceltici TİB2 katkısı sonucunda tanecik büyüklüğünün 50- 150 um civarına olduğu ve T1B2 katkısız alaşıma göre ortalama 5 kez daha ince taneli yapı elde edildiği gözlenmiştir. T1B2 katkısının dönüşüm sıcaklığı üzerindeki etkisi dikkate alınarak, dönüşüm sıcaklığı-kompozisyon ilişkisi belirlenmiş ve üretim parametreleri optimize edilmiştir. Ayrıca, farklı miktardaki TİB2 katkısının ve sıcak dövme işleminin tane büyüklüğü üzerindeki etkileri, değişen miktarlarda TİB2 içeren onbir farklı numune üzerinde araştırılmıştır. Çalışılan alaşımların oda sıcaklığında tel olarak çekilebilmesi için bunlara iki-faz bölgesinden su verilmesi esasına dayanan bir yöntem geliştirilmiştir. Mekanik karekterizasyon deneylerinde kullanılmak üzere bir burma test cihazı tasarlanmış ve imal edilmiştir. Kompozisyonu Cu-18.54% Zn-7.56% Al- 0.1%TiB2 olan bir CuZnAlTiB şekil bellekli alaşımı üretilmiş ve bu alaşımdan sekiz farklı numune üzerinde üç farklı türde deney gerçekleştirilmiştir. Her bir numuneüzerinde yaklaşık 10-12 adet döngüsel deney yapılmıştır. Mekanik karekterizasyon deneyleri, sabit gerilime (308 MPa) veya sabit gerinime (2.6%) deformasyonu takiben serbest geri dönüşüm ve sabit gerilime (308 MPa) deformasyonu takiben farklı karşı yükler (49, 98, 147, 196, 245, 295 N) altında sınırlandırılmış geri dönüşüm döngülerini kapsamıştır. Bütün deney türlerinde, geri kazanılmayan gerinim miktarının, ilk döngülerde hızla azaldığı ve son döngülerde hemen hemen tamamen yok olduğu gözlenmiştir. Sabit gerilim deformasyonlu deney türünün, sabit gerinim deformasyonlu deney türüne göre daha fazla miktarda şekil geri kazanımı sağladığı anlaşılmıştır. Mekanik deneylerden elde edilen veriler kullanılarak, bir ısıl uyarıcı tasarımına temel olacak şekilde gerilim-gerinim-sıcaklık ilişkisini veren iki ve üç boyutlu tasarım grafikleri çizilmiştir. Bu grafiklerin kullanımıyla, basit bir şekil bellekli uyarıcı tasarımı yapılmıştır. Son olarak, uyarıcı tasarımını basitleştirmek amacıyla; tasarım grafiklerindeki eğrileri uygun polinom denklemlerine dönüştürülmüş olarak kullanabilen ve sonunda hem grafiksel hemde sayısal çıktı verebilen Q-Basic dilinde basit bir bilgisayar programı yazılmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT CuZnAlTiB SHAPE MEMORY ALLOYS: PRODUCTION, CHARACTERIZATION AND DESIGN Karabay, Yusuf Ziya M.S., Department of Metallurgical And Materials Engineering Supervisor: Prof.Dr. Şakir Bor July 1998, 144 Pages Cu Zn Al shape memory alloys have been produced from commercially pure metals and TİB2 added as grain refiner in an induction furnace open to atmosphere. Grain size of the CuZnAl alloys with TİB2 addition is found to be in the range 50-150 fim, which is about 5 times smaller than that of the alloys without grain refiner. The production parameters are optimized and the transformation temperature-composition relationship that takes the effect of TİB2 addition on transformation temperature into account is determined. Additionally, the effects of amount of TİB2 addition and hot swaging operation on the grain size were investigated on eleven different alloys with varying TİB2 contents. A room temperature wire drawing procedure based on prior quenching from two-phase field is developed for the alloys studied. For the mechanical characterization of shape memory alloys, a torsion-testing machine was designed and constructed. CuZnAl alloy with composition Cu- 18.54%Zn-7.56%Al-0.1% TiB2 was produced and used for mechanical characterization by three different types of tests conducted on eight different specimens. Each specimen was subjected to about 10-12 test cycles. Mechanical 111characterization tests consisted of free recovery following constant stress (308 MPa) or constant strain (2.6%) deformation, and constrained recovery under different bias loads (49, 98, 147, 196, 245, 295 N) following constant stress (308 MPa) deformation. In all types of tests, the amount of unrecovered strain was observed to decrease rapidly during the initial cycles and almost completely disappear by the 10th cycle. As compared to constant strain deformation, constant stress deformation was found to yield better shape recovery characteristics. Using the mechanical test data, two and three dimensional design charts relating stress-strain-temperature parameters are plotted to be used in a thermal actuator design. Referring to these charts, a simple shape memory actuator is designed. Finally, to simplify the design procedure, a simple computer program, which can use the design chart curves as converted polynomial equations and give either graphical or numerical output, was written in Q-Basic language.
Benzer Tezler
- Production and characterization of CuZnAlMnTiB shape memory alloys
CuZnAlMnTiB şekil bellekli alaşımların üretimi ve karakterizasyonu
BENAT BİLÇEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BOR