Nikel-titanyum şekil bellekli alaşımın toz enjeksiyon kalıplama yöntemi ile üretimi ve üretim parametrelerinin belirlenmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METAL EĞİTİMİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: SİNAN AKSÖZ

Danışman: BÜLENT BOSTAN

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Deneysel çalışmalarda, 10µm, 14µm ve 30µm boyutlarındaki ön alaşımlı NiTi tozları kullanılarak Toz Enjeksiyon Kalıplama yöntemi ile üretilebilirliği incelenmiştir. Reolojik özelliklerinin araştırılması, dönüşüm sıcaklıklarının ve bağlayıcı tespitinin gerçekleştirilmesinde; SEM, EDS, TG, DTA, DSC ve XRD analizleri yapılarak uygun bağlayıcılardan oluşan reçetenin belirlenmesi ve geçiş sıcaklıklarının uygunluğu araştırılmıştır. Reçetelerde polipropilen, polietilen glikol 8000 ve stearik asit kullanılmıştır. Oluşturulan reçetelerde farklı toz - bağlayıcı oranlarında (hacimce %60-70 toz) besleme stokları hazırlanarak, 160ºC-200ºC aralığındaki sıcaklıklarda reolojik özellikleri incelenerek optimum şartlar belirlenmiştir. %62 toz yükleme oranında ve 180ºC'de 10 dakika bekletilerek, optimum şartlarda ham parça üretimi gerçekleştirilmiştir. Parça üretiminde kullanılan PEG serisi bileşenleri uzaklaştırmak amacıyla, iki aşamalı bağlayıcı giderme süreci uygulanmıştır. Isıl bağlayıcı giderme işleminin ardından numuneler, 1000ºC, 1100ºC, 1150ºC, 1200 ºC ve 1250ºC sıcaklıklarda sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. Ayrıca 1200ºC'de sinterlenen numuneler; 850ºC, 900ºC, 950ºC ve 1000ºC'de 300'er dakika bekletilerek, çözündürme ısıl işlemine tabi tutulmuştur. Çözündürme sıcaklığının artışı ile birlikte sertlik değerlerinde artış tespit edilmiştir. Yapılan çalışmalarda ham numunelerin sinterleme sıcaklık artışı ile birlikte hacimsel çekme oranları da artmıştır. En düşük çekme 1000ºC'de 60dakika sinterleme sonrası %2,87 iken, en yüksek hacimsel çekme 1250ºC'de 60 dakika sinterleme süresinde %28,69 olarak ölçülmüştür. Böylece gözenekli numuneler ile (%43 gözenek), yüksek yoğunluktaki (%10 gözenek) numunelerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen numunelerde yoğunluk ölçümü, TG, DTA, DSC, XRD, SEM ve EDS analizleri yapılarak, dönüşümlerin yapı üzerindeki etkilerini tespit etmek amaçlı mikroyapısal incelemeler gerçekleştirilmiştir. Toz halde martenzitten östenite dönüşüm sıcaklığı -10ºC ila +15ºC aralığında iken, sinterleme sonrası +11 ila +42ºC aralığına değiştiği tespit edilmiştir. Üretilen numunelerin mekanik davranış özelliklerini belirlemek amacıyla, oda sıcaklığında ve -20 ile -40ºC aralığında üç nokta eğme testleri yapılmıştır. 1200ºC'de 90 dakika sinterlenen numunenin -20ºC ile -40ºC aralığında yapılan üç nokta eğme test sonuçları yaklaşık 530 MPa'dır. Yapılan sertlik deneyleri sonucunda, en yüksek sertlik değeri olan 687Hv'e 1200ºC'de 60 dakika sinterleme sonrası 1000ºC'de 300dakika çözündürülmüş numunelerde ulaşılmıştır. 1200ºC'de 60 dakika sinterlenen numunelerde ise sertlik değeri 405Hv olarak tespit edilmiştir. Şekil bellekli alaşımların dönüşümü için gerekli olan B2, Ti3Ni4, gibi fazlar ısıl işlem sonrası tespit edilmiştir. Üretim sonrası elde edilen östenitik yapıdan oluşan fazlar yardımı ile martenzitik dönüşümler gerçekleştirilmiştir.