PRODUCTION AND INVESTIGATION OF SOME PHYSICAL PROPERTIES OF CU-AL-NI-TA QUATERNARY SHAPE MEMORY ALLOYS

Abstract

Bu tezde, Tantalyum katkı maddesinin Cu-Al-Ni şekil hatırlamalı alaşım içerisindeki etkisi araştırılmış, yüksek saflıkta toz elementler kullanılarak, Ta0 (Cu84-Al11-Ni3 wt%), Ta1 (Cu83-Al11-Ni3-Ta1 wt%), Ta2 ((Cu82-Al11-Ni3-Ta2 wt%), Ta3 (Cu81-Al11-Ni3-Ta3 wt%), ve Ta4 (wt% Cu80-Al13-Ni3Ta4) alaşımları üretilmiştir. Bu karışımlarda, Cu yerine Ta elementi eklenirken Al ve Ni elementleri oranı sabit bırakıldı. Alaşım tozları, karıştırılıp pelet haline getirildikten sonra tüm numuneler indüksiyonlu ergitme fırınında argon atmosferi kullanılarak eritildi ve daha sonra tuzlu buzlu suda ani soğutuldu. Ani soğutulan numuneler, deneyleri kolaylaştırmak için küçük parçalar halinde kesildi. Perkin Elmer Sapphire Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC), argon atmosferi altında üretilen alaşımların faz dönüşüm sıcaklıklarını ve bazı termodinamik parametreleri araştırmak için kullanıldı. Oda sıcaklığında, kristal yapıyı ve farklı fazları belirlemek için XRD cihazı kullanıldı. Bununla birlikte mikroyapıyı incelemek için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağıtıcı taramalı x-ışını (EDX) kullanılmıştır. DSC sonuçları, tüm numunelerin YSŞHA olduğunu, çünkü yüksek dönüşüm sıcaklığına (100 ° C'nin üzerinde) sahip olduğunu ve Ta1'in maksimum elastik enerji ile Gibbs serbest enerjisine sahip olduğunu gösterdi. XRD sonuçlarına göre, Ta katkılı ve katkısız Cu-Al-Ni ŞHA aynı xrd difraktogramına sahip olmasına rağmen, genel olarak hem martensit fazı (?1',?1'- fazı) hem de austenit ( ?-fazı) tüm fazlar mevcuttur ve martensit- austenit piklerin yoğunluğu Ta katkı maddesi ile değişmiştir. ayrıca Cu-Al-Ni ŞHA 'a Ta eklenerek alaşımın hem kristal boyutu hem de mikro sertlik azaltıldı.

In this thesis the effect of Tantalum additive into Cu-Al-Ni shape memory alloy was investigated, the sample alloys were produced by using high pure powder elements in five different compositions includes Ta0 (Cu84-Al11-Ni3 wt%), Ta1 (Cu83-Al11-Ni3-Ta1 wt%), Ta2 ((Cu82-Al11-Ni3-Ta2 wt%), Ta3 ((Cu81-Al11-Ni3-Ta3 wt%), and Ta4 ((Cu80-Al11-Ni3-Ta4 wt%). The Ta element was added instead of Cu, whereas Al and Ni elements stayed constant. After mixing and pelletizing all samples were melted in the induction melting furnace by using an argon atmosphere, and then they quenched in brain-ice water. The as-quenched samples were cut into small pieces to facilitate their testing. The Perkin Elmer Sapphire Differential Scanning Calorimetry (DSC) was used under the argon atmosphere to investigating phase transformation temperatures and some thermodynamics parameters. Also, to determine the crystal structure and different phases the XRD was used at room temperature. Besides, scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive scanning x-ray (EDX) were used to investigating the microstructure. The DSC results showed that all samples can be categorized as HTSMA because they showed high transformation temperature (above 100?) and Ta1 have the maximum elastic energy and Gibbs free energy. Although, according to XRD results the Cu-Al-Ni SMA with and without Ta addition have the same patterns, and generally, it can be seen that both the martensite phase (?1',?1'- phase) and the austenite (?-phase) existed in all cases, and intensity of martensite and austenite peaks were changed by Ta additive, also, both crystal size and microhardness were decreased by adding Ta into Cu-Al-Ni SMA