Dilute magnesium alloys and their damping characteristics
Seyreltik magnezyum alaşımları ve sönümleme özellikleri
- Tez No: 865141
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ ARSLAN KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Bu projede, Seyreltik Magnezyum Alaşımlarında sönümleme mekanizmasının incelenmesi üzerine araştırma yapılmıştır. Kalsiyum ve alüminyum elementleri, magnezyum alaşımlarının özelliklerinde önemli iyileştirmeler sağlarlar. Çalışmamızda seyreltik Mg_99 Al_0.4 Ca_0.6 ve Mg_99 Al_0.6 Ca_0.4alaşımlarının sönümleme davranışı ve Uzun Periyotlu İstif Düzeni (LPSO) fazının oluşumuna odaklanılmıştır. Bu araştırma, döküm halinde, homojenizasyon sonrası ve ekstrüde edilmiş durumlardaki mikro yapıların karakterizasyonunu içerir. Ayrıca akma (Y), çekme mukavemeti ve sertlik gibi mekanik testler yapılmış ve LPSO fazı olduğu düşünülen mikroyapısal bileşenin mekanik özellikler ve sönümleme kapasiteleri üzerindeki etkisi tartışılmıştır. Işık mikroskobu görüntüleri üzerinden, tane şekli ve boyutları elde edildi ve yapıdaki iğnemsi Uzun Periyotlu İstifleme Düzeni (LPSO) fazları olduğu düşünülen ikincil fazların tespiti yapıldı. Bu çalışmada kullanılan 'RFDA' yöntemi sönümleme mekanizmalarını, başka bir deyişle enerji absorpsiyonunu, ortaya koyar. Bu yöntem yapının elastik modülünü ölçerken, atomik seviyedeki değişimlere hassas sonuçlar verir. RFDA yöntemi böylelikle“mekanik spektroskopi”tarifine girer. Sönümleme mekanizması sırasındaki enerji emilimi aynı zamanda malzemenin elektriksel ve termal iletkenliği ile de ilgilidir ve bu özelliklerdeki değişimlerin de kalitatif incelenmesi için kullanılabilir. Termal iletkenlik fonon ve plazmon dalgalarının toplamıdır. Fonon hareketi, kafes titreşimi ve dislokasyonların ortalama serbest yolu ile ilgilidir. Tane sınırları, faz sınırları, çökeltiler ve dislokasyon popülasyonları gibi engeller ortalama serbest yolu değiştirdiği için, termal/elektriksel iletkenlikler veya sönümleme ölçümleri bu olgular ve deformasyon kapasitesi konusunda en azından kalitatif bilgi üretebilmemizi sağlar. Bu nedenle, alaşımlarımızın sönümleme kapasitesi, ASTM standartları arasında standart bir yöntem olan Rezonans Frekansı Sönümleme Analizi (RFDA) sistemi ile ölçülerek analiz edilmiştir. Bu çalışmada kullanılan alaşım elementleri olan Alüminyum ve Kalsiyumun etkileri Miedema' nın yaklaşımına başvurularak irdelenmiştir. Hume-Rothery kurallarından ziyade, Miedema'nın fenomenolojik yaklaşımı 'entalpi' kavramına dayalı olduğu için, bağların oluşumunu daha yüksek bir geçerlilikte inceler. Başka bir deyişle, 'Miedema Yaklaşımı' atomik düzeyde termodinamiğe dayanır. Bu nedenle kısa mesafeli düzen (KMD) geliştirme eğilimi Miedema Yaklaşımı kullanılarak tahmin edilebilir.
Özet (Çeviri)
In this project, two different dilute magnesium alloys, namely Mg-0.6Al-0.4Ca and Mg-0.4Al0.6Ca, have been studied by also incorporating the necessary physical metallurgy concepts such as stacking fault energy, short-range order and Miedema's thermodynamic approach to alloying. Calcium and aluminium elements are specifically chosen in alloy modelling due to the attractive properties they can impart to Mg-based alloys. The damping behaviour of dilute Mg_99 Al_0.4 Ca_0.6 and Mg_99 Al_0.6 Ca_0.4 alloys have been investigated with a focus on the possible occurrence of the Long Period Stacking Ordered (LPSO) phase. This research involves the experimental characterization of as-cast, solutionized, and extruded microstructures. Mechanical tests were conducted to determine the yield strength (YS), Ultimate Tensile Strength (UTS), and Hardness. In addition, damping measurements via the RFDA method were undertaken to reveal the possible effects of the asserted LPSO phase formation on mechanical properties. Furthermore, imaging via light microscopy was used to reveal the microstructural characteristics of the alloys, in terms of grain shape and sizes, as well as the presence of what has been tentatively identified as acicular Long Period Stacking Order (LPSO) phase(s). The 'RFDA' technique employed in this study reveals the damping mechanisms, in other words, energy absorption mechanisms in the material. This method, while measuring the elastic modulus, gives results sensitive to changes at the atomic level. Therefore, the RFDA method is defined as a 'Mechanical Spectroscopy' technique. The energy absorption mechanisms during damping are, at the same time, related to the electrical as well as thermal conductivity of the materials, and thus it can also be used for qualitatively studying those properties. Thermal conductivity is the sum of phonon and plasmon movements. Phonon movement is related to the lattice vibrations and the mean free path of dislocations. Obstacles like grain boundaries, phase boundaries, precipitates, and dislocation populations can change the mean free path, which in turn can affect the material`s thermal/electrical conductivities, damping, deformation capacity, and other related phenomena. The damping capacity of the alloys studied has been measured and analysed by employing the Resonance Frequency Damping Analysis (RFDA) system as a standard method among ASTM standards. The behaviour of the alloying elements used in this study, i.e. Al and Ca, have been interpreted by resorting to Miedema`s approach. Rather than Hume-Rothery rules, Miedema`s phenomenological scheme explains the formation of the bonds more clearly as it considers 'enthalpy', the heat of formation. In other words, the Miedema Approach is based on atomic-level thermodynamics. Therefore, the tendency to develop short-range order (SRO) becomes predictable through Miedema Approach.
Benzer Tezler
- Gemilerde artık ısı sistemlerinin optimum işletilmesi
Optimum operation of waste heat recovery systems
ERDAL GÜLLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN KAMİL SAĞ
- Nadir toprak elementlerinin iyon değiştirici reçinelerle ayrılmasında sodyum trimetafosfatın yeni bir elüent olarak incelenmesi
Investigation of sodium trimetaphosphate as a new eluting agent for the separation of rare earth elements by ion exchange resins
ŞANA KUTUN
- Homojenizasyonun AA 6063 alüminyum alaşımının iç yapısı ve özelliklerine etkisi
Effect of heat treatment on the mıcrostructure and properties of a AA6063 aluminium allory
SEMA ONURLU
- Yerel lateritik nikel cevherlerinden nikel pik demir (NPD) üretimi
Production of nickel pig iron from domestic lateritic ore
HALİL YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Atık pillerin değerlendirilmesi
Recyling used batteries
HANİFE BANABAK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. NURSEN İPEKOĞLU