SHS Yöntemiyle Üretilen Tabakalı Nial(Co/Cr) Alaşımının Mikroyapı ve Gözenek Oranına İşlem Parametrelerinin Etkisi

Bu çalışmada SHS yöntemiyle üretilmiş olan tabakalı NiAl(Co/Cr)alaşımının mikroyapı ve gözenek oranına sıkıştırma basıncı, ön ısıtma ve alaşımlamanın etkisi incelendi. % 50 Ni-%50 Al tozlarına her tabakaya %3, %6 ve %10 Co ve Cr tozları ilave edilerek 300 dev/dk hızında 12 saat süreyle döner bir kap içerisinde karıştırıldı. Karıştırılan tozlar bir kalıp içerisinde soğuk presle 50,100 ve 200 MPa basınçla briketlendi. Elde edilen ham numuneler daha sonra argon atmosfer kontrolündeki bir odacığa alınarak ön ısıtmasız ve 250 oC ön ısıtmalı olarak ateşlenerek sentezlendi. Yanma reaksiyonu ile sentezlenen numunelerin mikroyapıları, elementel analizi ve faz analizi SEM-BSE, EDS ve XRD cihazlarıyla incelendi. EDS analizi sonucunda en yüksek değerde Ni elementinin olduğu, bunu takiben Al ve alaşıma göre Co ve Cr olduğu belirlendi. Faz bileşenlerini belirlemek için yapılan XRD analizinde ise en yüksek pik değerlerin NiAl olduğu, düşük değerdeki piklerin Ni3Al ve NiAl3 olduğu tespit edildi. Yapılan yoğunluk hesaplamaları sonucunda gözenek oranını etkileyen en önemli parametrenin sıkıştırma basıncının olduğu, bunun temel nedeninin basıncının artmasıyla tozların birbirine temasının artması sonuncunda yanma reaksiyonun kesilmeden ilerlemesi, ergimiş tozların yer değiştirme fırsatı olmadan katılaşmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. En yüksek gözenek değerleri ön ısıtmasız 50 MPa basınca sahip numunelerde oluştuğu belirlendi.

The effect of process parameters on microstructure and porosity of layered NiAl(Co/Cr) alloy produced by SHS method

This paper deals with the investigation of microstructure and porosity of layered compounds of NiAl(Co/Cr) powders by SHSmethod. Layers of 50% Ni-50% Al powders were mixed with 3%, 6% and 10% of Co and Cr powders. These were mixed for 12hours in a rotational container with a speed of 300 rpm. Mixed powders were cold compressed in a mould with pressures of 50,100 and 200 MPa. The obtained samples were then synthesized in an argon controlled atmosphere with and without preheating to250 oC. The microstructure of synthesized samples was analysed using SEM-BSE, EDS and XRD. The EDS results showed thatthe samples were containing Ni in majority along with Al, Co, and Cr. To determine the phase components, XRD spectra wasanalysed and the peaks of NiAl, Ni3Al, and NiAl3 were confirmed with NiAl having the highest peak intensity. The densitycalculations showed that the ratio of pores was affected the most from pressure. The main reason for this was attributed to the bettercontact of the powders under higher pressure which helped an uninterrupted reaction. The highest pore ratio values were obtainedfrom samples produced under 50 MPa pressure.

___

  • [1] Li, Y.,Liu, Y., Geng, H., Nie, D., “Synthesis and cladding of Ni3Al intermetallic on steel substrate by laser controlled reactive synthesis”, Journal of Materials Processing Technology, 171: 405–410, (2006).
  • [2] Wang Y.,. Chen W, “Microstructures, properties and hightemperature carburization resistances of HVOF thermal sprayed NiAl intermetallic-based alloy coatings”, Surface and Coatings Technology, 183: 18–28, (2004).
  • [3] Brammer M.T., ”Improving the phase stability and oxidation resistance of β-NiAl”, MSc Thesis, Iowa State University, Ames, Iowa, (2011).
  • [4] K. Morsi, “Review: reaction synthesis processing of Ni– Al intermetallic materials”, Materials Science and Engineering, A299: 1–15 (2001).
  • [5] Dey G. K., “Physical metallurgy of nickel aluminides”, Sadhana, 28, (Parts 1 & 2): 247–262, (2003).
  • [6] La, P.,Bai, M., Xue, Q., Liu, W., “A study of Ni3Al coating on carbon steel surface via the SHS casting route”, Surface and Coatings Technology, 113: 44–5, (1999).
  • [7] Kılıç, M., “The investigation of microstructures and fabrication of functionally graded intermetallic materials by self-propagating high-temperature synthesis”, Batman University Journal of Life Sciences, 5: 87-98 (2015).
  • [8] Ulu R.,” Effect of Alloying elements on the microstructure and mechanical properties of NIAl alloys”, M.Sc. Thesis, Karabuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences, Karabuk (2013).
  • [9] Yong C., Peixian Z., Jingchuan Z., Yong L.,” Firstprinciples study of NiAl alloyed with Co”, Computational Materials Science, 111: 34–40 (2016).
  • [10] Kiyotakai M., Khan T. İ., Ohmi T., Kudoh M, “Reactive casting of B2 Ni-Al-Co ternary intermetallic alloys”, Materials Transactions,.42(2): 263-268 (2001) .
  • [11] Cotton J.D., “The influence of chromium on structure and mechanical properties of B2 Nickel aluminide alloys”, PhD Thesis ,University of Florida,1(991).
  • [12] Chen L, Han Y., “The microstructure and compressive properties in NiAl(Co) alloys by HPXD technique”, Materials Science and Engineering A329–331 725–728, (2002).
  • [13] Kılıç, M., “Investigation of production of NiTi and Ni3Al functionally graded material by reaction synthesis method”, PhD Thesis, Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Metal Education, (2014).
  • [14] Tosun G., Özler L., Kaya M., Orhan N., ”Investigation of porosity of NiTi alloys produced by shs method”, 5th International Powder Metallurgy Conference, Ankara, 1353-1367, (2008).
  • [15] Kaya, M., “Investigation of metallurgical and mechanical characteristics of NiTi shape memory alloys produced by powder metallurgy”, PhD Thesis, Firat University Graduate School of Natural and Applied Sciences, (2008).
  • [16] Kovalev A.I., Barskayab R.A., Wainstein D.L., “Effect of alloying on electronic structure, strength and ductility characteristics of nickel aluminide”, Surface Science, 532 35–40, (2003).
  • [17] Dong H.X., Jiang Y., He Y.H., Zou J., Xu N.P., Huang B.Y., Liu C.T., Liaw P.K., ”Oxidation behavior of porous NiAl prepared through reactive synthesis”, Materials Chemistry and Physics, 122: 417–423, (2010).
  • [18] Dong, H.X.,Jiang, Y., He, Y.H., Song, M., Zou, J., Xu, N.P., Huang, B.Y., Liu, C.T., Liaw, P.K., “Formation of porous Ni–Al intermetallics through pressureless reaction synthesis”, Journal of Alloys and Compounds, 484: 907–913, (2009).
Politeknik Dergisi-Cover
  • ISSN: 1302-0900
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1998
  • Yayıncı: GAZİ ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Manyetik Alana Maruz Toz Metalurjisiyle (T/M) Üretilmiş Bronz Yatakların Sürtünme Özelliklerinin İncelenmesi

Zekeriya DABAN, ERTUĞRUL DURAK

Large Deflection Analysis of Prismatic Cantilever Beam Comparatively by Using Combing Method and Iterative DQM

Zekeriya GİRGİN, Faruk Emre AYSAL, Hüseyin BAYRAKÇEKEN

A Finite Element Procedure for Sliding Contact Problems Involving Heterogeneous Coefficient of Friction

ONUR ARSLAN

H&E ile Boyanmış Histopatolojik Doku İmgeleri için Yeni Bir Olasılıksal Hücre Çekirdeği Bölütleme Algoritması

Mehmet GUL, Faruk SERIN, Metin ERTURKLER

Cogging Torque Minimization Using Skewed and Separated Magnet Geometries

ADEM DALCALI, EROL KURT, Emre ÇELİK, NİHAT ÖZTÜRK

Kullanılmış Ni-Mo Hidrodesülfürizasyon Katalizöründen Nikel Okzalat Dihidrat Üretimi

Sedat İLHAN

Salter Harris Tip 4 Distal Femoral Epifiz Kırıklarında Dört Farklı Konfigürasyonun Biyomekanik Etkileri

Kadir GÖK, Arif GÖK, Sermet İNAL

Titanyum Dioksit/İndirgenmiş Grafen Oksit Kompozitlerin Üretimi ve Fotokatalitik Özelliklerinin İncelenmesi

METİN YURDDAŞKAL, Uğur KARTAL, Eyyüp Can DOLUEL

Oregon Köprülerinde Yan Yana Araç Yüklemelerinin Tahmini için Bir Monte Carlo Simülasyonu

Arcan YANIK, Christopher HIGGINS

Harçların Alkali-Silis Reaksiyonu ve Kuruma Büzülmesini Kontrol Etmek için Silis Dumanı Ikamesi ile Yüksek Kirece Sahip Uçucu Külün Içeriğinin Optimizasyonu

Kambiz RAMYAR, H. Süleyman GÖKÇE, Hojjat HOSSEİNNEZHAD, Onur ÜZÜM, Daniel HATUNGİMANA