YILDIZ TEKNK NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS

NKEL-TTANYUM EKL BELLEKL ALAIM RETM VE EKL BELLEK ETM

Yk.Mh. Sava DLBALFBE Metalurji Mhendislii Anabilim Dal Malzeme Programnda Hazrlanan

DOKTORA TEZ

Tez Savunma Tarihi : 14 ARALIK 2005 Tez Danman Juri yeleri : Do.Dr.Nurhan CANSEVER (Y.T..) : Prof.Dr. Adnan DKCOLU (.T..) Prof.Dr. Mustafa DEM (Y.T..) Prof.Dr. Adem BAKKALOLU (YT..) Yrd.Do.Dr. Levent TRABZON (.T..)

STANBUL, 2005

NDEKLER Sayfa KISALTMA LSTES ...............................................................................................................iii EKL LSTES ........................................................................................................................ vi ZELGE LSTES .................................................................................................................... x NSZ...................................................................................................................................... xi ZET ........................................................................................................................................xii ABSTRACT ............................................................................................................................xiii 1 2 2.1 2.2 2.3 2.4 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.8.1 3.8.2 3.9 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 5 5.1 5.2 GR....................................................................................................................... 1 EKL BELLEKL ALAIMLAR VE EKL BELLEK ZELL ................... 4 ekil Bellek zellii ve Martenzitik Faz Dnm .............................................. 4 ekil Bellekli Alamlarn Sperelastik zellii..................................................... 9 Martenzitik Dnmle lgili Serbest Enerji Deiimi Teorisi............................. 11 ekil Bellek zellii Gsteren Alamlar ............................................................. 12 NKEL-TTANYUM EKL BELLEKL ALAIMLAR VE KULLANIM ALANLARI........................................................................................................... 15 Nikel-Titanyum Faz Diyagram............................................................................. 15 Nikel-Titanyum ekil Bellekli Alamn Kristal Yaps........................................ 17 Nikel-Titanyum ekil Bellekli Alamlarn Genel Fiziksel ve Mekanik zellikleri .............................................................................................................. 19 Alamdaki Nikel Orannn Martenzitik Dnm Scaklna Etkisi .................. 21 Alamn Martenzitik Dnm Scakln Belirleme Yntemleri ...................... 22 Katk Elementlerinin NiTi Alamlarndaki Faz Dnmlerine Etkileri............. 24 Nikel-Titanyum ekil Bellekli Alamlarn Farkl Scaklklardaki GerilmeBirim ekil Deitirme Diyagramlar ................................................................... 25 Nikel-Titanyum ekil Bellekli Alamlarn Kullanm Alanlar ............................ 26 NiTi ekil Bellekli Alamlarn Endstriyel Alandaki Uygulamalar................... 26 NiTi ekil Bellekli Alamlarn Tp Alanndaki Uygulamalar............................. 37 ekil Bellekli Alamlarda ekil Deiiminin Kontroln Salayan ve D Kontrol Sistemleri.................................................................................................. 40 NKEL-TTANYUM EKL BELLEKL ALAIM RETM YNTEMLER. 42 Vakum Ark Yntemi le retim............................................................................ 43 Vakum ndksiyon Yntemi le retim ................................................................ 44 Elektron In Ark Yntemi le retim.................................................................. 47 Plazma Ark Yntemi le retim............................................................................ 48 Sinterleme Yntemi le retim ............................................................................. 49 NKEL-TTANYUM EKL BELLEKL ALAIMLARA UYGULANAN EKL BELLEK ETM . ............................................................................ 51 Tek Ynl ekil Bellek Davran Eitimi............................................................ 51 ift Ynl ekil Bellek Davran Eitimi............................................................ 53

Sayfa 5.2.1 5.2.2 6 6.1 6.1.1 6.1.1.1 6.1.1.2 6.1.2 6.1.2.1 6.1.2.2 6.1.2.3 6.1.2.4 6.1.2.5 6.1.3 6.1.3.1 6.1.3.2 6.1.3.3 6.1.3.4 6.2 6.2.1 6.2.1.1 6.2.1.2 6.2.1.3 6.2.2 6.2.2.1 6.2.2.2 6.2.2.3 6.2.2.4 6.2.2.5 6.2.3 6.2.3.1 6.2.3.2 6.2.3.3 6.2.3.4 ift ynl ekil bellek davrannn martenzitik fazda deformasyona uratlarak kazandrlmas ..................................................................................... 53 ift ynl ekil bellek davrannn stenit fazda ykleme yntemi ile kazandrlmas........................................................................................................ 54 DENEYSEL ALIMALAR................................................................................ 56 Deneylerin Yapl................................................................................................ 56 Nikel-titanyum ekil Bellekli Alam retimi ...................................................... 58 Vakum ark ocanda dkm ................................................................................. 58 Vakum indksiyon ocanda dkm ..................................................................... 62 retimi yaplan alamlarn malzeme karakterizasyonu iin yaplan deneyler ..... 62 Mikro yap incelemeleri......................................................................................... 62 EDS analizleri........................................................................................................ 62 Sertlik lmleri .................................................................................................... 62 DSC analizleri........................................................................................................ 62 XRD analizleri ....................................................................................................... 63 retilen nikel-titanyum alamlarn ekil bellek zellii ile ilgili deneyler ........ 64 retilen alamlarn ekil bellek zelliinin tespitine ynelik deneyler............... 64 retilen alamlarn ekil bellek kapasitelerinin farkl deformasyon oranlarnda incelenmesi ............................................................................................................ 65 retilen alamlarn ekil bellek kapasitesinin scaklk parametresi deitirilerek incelenmesi ............................................................................................................ 65 retilen alamlarn martenzit fazdan stenit faza geiinin farkl sistemler kullanlarak incelenmesi ........................................................................................ 66 Yaplan Deneylerden Elde Edilen Sonular .......................................................... 66 Nikel-titanyum ekil bellekli alam retiminden elde edilen sonular ................ 66 Vakum ark ocanda yaplan dkmlerden elde edilen sonular ......................... 66 Vakum indksiyon ocanda yaplan dkmlerden elde edilen sonular ............. 74 retim sonucunda elde edilen baarl dkmlerin incelenerek deneysel uygulamalara hazrlanmas .................................................................................... 76 retimi yaplan alamlarn malzeme karakterizasyonu iin yaplan deneylerden elde edilen sonular ............................................................................................... 80 Mikro yap incelemelerinden elde edilen sonular................................................ 80 EDS analizlerinden elde edilen sonular ............................................................... 85 Sertlik lmlerinden elde edilen sonular ........................................................... 87 DSC analizlerinden elde edilen sonular............................................................... 88 XRD analizlerinden elde edilen sonular .............................................................. 91 retilen alamlarn ekil bellek zellii ile ilgili deneylerden elde edilen sonular ................................................................................................................. 93 retilen alamlarn ekil bellek zelliinin tespitine ynelik deneylerden elde edilen sonular ....................................................................................................... 93 retilen alamlarn ekil bellek kapasitelerinin farkl deformasyon oranlarnda incelenmesinden elde edilen sonular ................................................................... 97 retilen alamlarn ekil bellek kapasitesinin scaklk parametresi deitirilerek incelenmesinden elde edilen sonular ................................................................. 103 retilen alamlarn martenzit fazdan stenit faza geiinin farkl sistemler kullanlarak incelenmesinden elde edilen sonular ............................................. 105

Sayfa 7. 7.1 7.2 7.3 SONULAR........................................................................................................ 108 Dkmle lgili Sonular ...................................................................................... 108 retilen Nikel-titanyum Alamlarn Karakterizasyonundan Elde Edilen Sonular ............................................................................................................... 109 retilen Nikel-titanyum Alamlarn ekil Bellek zelliklerinin ncelenmesinden Edilen Sonular ....................................................................... 110

KAYNAKLAR....................................................................................................................... 112 ZGEM............................................................................................................................ 115

KISALTMA LSTES Ms Mf Md As Af BA B TYD YD Martenzit balang scakl Martenzit biti scakl Gerilme esasl martenzit balang scakl stenit balang scakl stenit biti scakl ekil bellekli alam ekil bellek zellii Tek ynl ekil bellek davran ift ynl ekil bellek davran

EKL LSTES Sayfa ekil 2.1 Martenzitik faz dnmnn iki boyutlu gsterimi ............................................... 5 ekil 2.2 a) Kayma ile yerleme, b) kizlenme ile yerleme ................................................. 5 ekil 2.3 ekil bellekli alamlarda martenzitik faz dnm .............................................. 6 ekil 2.4 ekil bellek etkisi mekanizmas ............................................................................... 6 ekil 2.5 Ms< T