THE INVESTIGATION OF PRESSURE EFFECT ON AGEING PHENOMENA OF CUALNI SHAPE MEMORY ALLOY

Abstract

Şekil hafızalı alaşımlar (ŞHA), iki kristal yapı olan austenit ve martensit faz arasında dönüşüm yaparak çalışan akıllı malzemelerdir. Bu fazlar malzemenin sıcaklığı ve iç gerilimleri tarafından belirlenir. ŞHA'lar plastik deformasyon sonrası uygulanan ısıl işlem ile deformasyon öncesi şekil ve boyutlarına geri dönebilmektedir. Şekil hafızalı alaşımlar, tek yönlü ve iki yönlü şekil hafıza etkisi, süperelastiklik ve suni elastik etkilere dayalı fonksiyonel davranışı olan, austenit fazı ve martensit fazı arasındaki difüzyonsuz dönüşüm olarak da isimlendirilen martensitik dönüşüm ile ilgilidir. Cu-bazlı şekil hafızalı alaşımların maliyetinin ucuz olmasından dolayı hem araştırmacıların ilgi odağı olmuş hem de teknolojik açıdan ilgi görmüştür. Bu çalışmada Cu-13.5Al-4Ni (% ağırlıkça) şekil hafızalı alışımı kullanılmıştır. Alaşım numuneleri 558 Mpa sabit basınç altında farklı sürelerde (0; 5 dak; 15 dak; 30 dak; 45 dak; 60 dak.) ve farklı basınçlarda (0, 186 MPa, 372 MPa, 558 MPa, 745 MPa, 930 MPa) eşit sürelerle yaşlandırılmıştır. Yaşlandırılmış Cu-13Al-4Ni şekil hafızalı alaşım numunelerinin dönüşüm sıcaklıklarını ve termodinamik parametrelerini belirlemek için diferansiyel tarama kalorimetresi (DSC) kullanıldı. Yaşlandırılmış numunelerin mikroyapısal incelemeleri X-ışını difraksiyonu (EDX), optik mikroskop gözlemleri ile yapıldı ve mikro sertlik ölçümleri alındı. Ayrıca mikroyapısal incelemelerde, taramalı elektro mikroskopu (SEM) ve enerji dağılımlı taramalı X- ışını kullanılmıştır. Sabit basınç altında farklı sürelerle yaşlandırılmış ve farklı basınçlar altında eşit sürelerle yaşlandırılmış Cu-13Al-4Ni şekil hafızalı alaşım numunelerinin dönüşüm sıcaklıkları ve diğer termodinamik parametrelerinin yanı sıra mikrosertlik, tane boyutu, kristal boyutu gibi yapısal parametrelerinin üzerinde de etkili olduğu gözlemlendi.

Shape memory alloys (SMA) are smart materials that work by transforming between two crystal structures, austenite, and martensite phases. These phases are determined by the temperature and internal stresses of the material. Shape memory alloys can return to their pre-deformation shape and dimensions with heat treatment applied after plastic deformation. Shape memory alloys are related to martensitic transformation, also called diffusionless transformation between austenite phase and martensite phase, which has functional behavior based on unidirectional and bidirectional shape memory effect, superelasticity, and pseudo-elastic effects. Due to the low cost of Cu-based shape memory alloys, they have been the focus of attention of researchers and attracted attention from a technological point of view. In this study, Cu-13.5Al-4Ni (wt%) shape memory alloy was used. Alloy samples were aged under the constant pressure of 558 Mpa at different times (0; 5 min; 15 min; 30 min; 45 min; 60 min.) and also at equal times under different pressures (0; 186 Mpa; 372 Mpa; 558 Mpa; 745 Mpa; 930 MPa). Differential scanning calorimetry (DSC) was used to determine the transformation temperatures and thermodynamic parameters of aged Cu-13.5Al-4Ni shape memory alloy samples. Microstructural investigations of aged samples were made by X-ray diffraction and optical microscope observations. It is microhardness measurements were taken. In addition, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive scanning X-ray (EDX) was used in microstructural investigations. It was observed that Cu-13.5Al-4Ni shape memory alloy samples, which were aged for different times under constant pressure and aged under different pressures for equal times, as well as transformation temperatures, and other thermodynamic parameters, the structured parameters such as microhardness, grain size, and crystallite size.