Polikristal FeNiCrCoCu Yüksek Entropili Alaşımının Mukavemet-Süneklik Davranışına Tane Büyüklüğünün Etkisi

Abstract

Polikristal nano tel FeNiCrCoCu yüksek entropili alaşımının (YEA) mukavemet-süneklik davranışına tane büyüklüğünün etkisi moleküler dinamik (MD) benzetimi kullanılarak 300 K sıcaklık değerinde model sisteme tek eksenli çekme deformasyonu uygulanarak incelendi. Gömülmüş Atom Metodu (GAM), model sistemdeki atomlar arası kuvvetlerin belirlenmesinde kullanıldı. Tane büyüklüğünün mukavemet-süneklik, Young modülü, akma gerilimi, kopma ve boyun verme gerinimi değerleri üzerinde etkili olduğu belirlendi. Farklı tane büyüklüklerine sahip YEA model sistemlerin hepsinin uygulanan çekme deformasyon işlemi sonucu yüksek süneklik gösterdiği tespit edildi. Ortak komşu analiz yöntemi (Common Neighbor Analysis-CNA) kullanılarak YEA sistemindeki mikro yapısal değişimler ve deformasyon mekanizmaları incelendi. Gerilim-gerinim analizleri sonucu tane boyutunun kritik bir eşik değerinin üzerinde, model sistemde Hall-Petch (HP) güçlendirmesinin hâkim olduğu, ancak bu kritik boyutun altındaki ince taneli yapılarda ise ters HP davranışı tespit edildi. Mukavemet-süneklik arasındaki ilişkide tane büyüklüğünün ve bunun sonucunda farklı plastik deformasyon mekanizmalarının önemli bir etkiye sahip olduğu belirlendi. Özellikle deformasyon ikizleri, yüksek mukavemet ile yüksek sünekliğin aynı anda sağlanmasında belirleyici bir rol oynamaktadır. Bu sonuçlar, FeNiCrCoCu model alaşım sisteminin hem yüksek mukavemet hem de yüksek süneklik sergileyen etkili bir mekanik performansa sahip olduğunu ve tane mühendisliğinin yüksek performanslı YEA’ların tasarımında büyük bir öneme sahip olduğunu göstermektedir.