Doğrusal katılaştırılmış üçlü Al-La-Ni alaşımının mikroyapı ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu tez kapsamında, Bridgman tipi büyütme cihazı kullanılarak sabit bir sıcaklık gradyenti (G=4.0 K/mm) ve farklı katılaştırma hızlarında (V=8.3-166.0 μm/s) doğrusal olarak katılaştırılan Al-8.8La-1.2Ni (ağ.%) üçlü alaşımının dentritik mesafeleri (λ1, λ2), mikrosertliği (HV), maksimum çekme dayanımı (σuts), çekme akma dayanımı (σtys), basma akma dayanımı (σcys) ve bazı termal özellikleri incelendi. Çalışılan alaşımın kompozisyon analizi ve faz tayinleri XRF, EDX ve XRD yöntemleri ile gerçekleştirildi. Her bir V değeri için λ1 ve λ2 değerleri ölçüldü. Kabalaşan ikincil dendrit kol mesafeleri (λ2C) dikkate alınarak bölgesel katılaşma süreleri (tf) hesaplandı ve artan V değerleri ile tf değerlerinin azaldığı gözlendi. Numunelerin λ1, λ2 ve V'ye bağlı olarak mekanik özellikleri (HV, σuts, σtys, σcys) belirlendi ve deneysel bağıntılar elde edildi. Sonuçlar artan V değerleri için λ1 ve λ2 değerlerinin azaldığını, buna karşın HV, σuts, σtys ve σcys değerlerinin ise arttığı tespit edildi. Ayrıca, çalışılan alaşımın bazı termal özellikleri (K, ΔH, Cp, α) "karşılaştırmalı kesik çubuk yöntemi" ve DSC analizi ile tayin edildi. Deneysel sonuçlar literatürdeki deneysel çalışmalarla karşılaştırıldı.

In this thesis, the dendritic spacings (λ1, λ2), microhardness (HV), ultimate tensile strength (σuts), tensile yield strength (σtys), compressive yield strength (σcys), and some thermal properties of directionally solidified Al-8.8La-1.2Ni (wt.%) ternary alloy at different solidification rates (V=8.3-166.0 μm/s) and a constant temperature gradient (G=4.0 K/mm) using Bridgman-type growth apparatus were investigated. Composition analysis and phase determinations of the studied alloy were performed with XRF, EDX and XRD methods. The values of λ1 and λ2 were measured for each V value. Local solidification times (tf) were calculated by considering the coarsening secondary dendrite arm spacings (λ2C), and it was observed that it decreased with increasing V values. The mechanical properties (HV, σuts, σtys, σcys) of the samples were determined depending on λ1, λ2 and V, and experimental relationships were obtained. Results showed that λ1 and λ2 values decreased for increasing V values, whereas HV, σuts, σtys and σcys values increased. Also, some thermal properties (K, ΔH, Cp, α) of studied alloy were determined by "comparison cut bar method" and DSC analysis. The experimental results were compared with experimental studies in the literature.