Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt:, No: 1, 009 (1-9) Electronic Journal of Machine Technologies Vol:, No: 1, 009 (1-9) TEK OLOJĐK ARAŞTIRMALAR www.teknolojikarastirmalar.com e-issn:104-4141 Makale (Article) Ti 4.0 Ni 49. Cu.4 Kompozitinin Cu ve Ni Aratabaka Kullanılarak Difüzyon Kaynağı ile Birleştirilmesinde Kaynak Sıcaklığının ve Süresinin Bağlantı Karakteristiği Üzerine Etkisi Haluk KEJA LI **, Mustafa TAŞKI *, Uğur ÇALIGÜLÜ * * Fırat Üniversitesi Tek. Eğt. Fak. Metal Eğt. Böl., 119 Elazığ/TÜRKĐYE ** Dicle Üniversitesi Müh. Mim. Fak. Mak. Müh. Böl., Diyarbakır/TÜRKĐYE ugurcaligulu@gmail.com Özet Bu çalışmada, Ti 4.0 Ni 49. Cu.4 kompozitinin Cu-Ni aratabaka kullanılarak difüzyon kaynağı ile birleştirilmesinde kaynak sıcaklığının ve süresinin bağlantı karakteristiği üzerine etkisi araştırılmıştır. Kompozit malzemeler ortalama 44 µm boyutlarında toz malzemelerden üretildi. Homojen dağılım sağlamak için tozlar, karıştırıcıda 0 dev/dk.'da 0 dakika süreyle karıştırıldı. Karıştırılan tozlar 900 MPa basınçta soğuk preslendi, soğuk presleme sonrası numuneler 80 ºC sıcaklıkta 0 dk. sinterlenerek Ø10x11mm boyutlarında kaynak numuneleri elde edildi. Difüzyon kaynakları argon koruyucu gaz atmosferinde, MPa lık dinamik yükleme ile 910-940-970 ºC lik sıcaklıklarda, 40 ve 0 dk lık sürelerde, nikel ve bakır aratabaka kullanılarak yapıldı. Deneyler sonucunda mikro yapı özellikleri optik mikroskop, SEM ve X-Ray analizleri ile incelendi. Kaynaklı numunelere bindirme kayma ve mikrosertlik testleri uygulandı. Yapılan incelemeler sonucunda homojen Ni-Ti-Cu dağılımı gözlendi. Bütün birleştirmelerde, artan sıcaklığa ve süreye paralel olarak kaynağın mekanik özelliklerinin iyileştiği tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Ti 4.0 Ni 49. Cu.4, Toz Metalurjisi, Cu ve Ni Aratabaka, Difüzyon Kaynağı, Mekanik Özellikler. The Effect on the Connecting Charasteristic of Welding Temperature And Period on The Joining With the Diffusion Bonding Using Ni and Cu Interlayer of Ti 4.0 Ni 49. Cu.4 Composites Abstract In this study, the effect on the connecting characteristic of welding temperature and period on the joining with the diffusion bonding using Ni and Cu interlayer of Ti 4.0 Ni 49. Cu.4 composites has been investigated. Composite materials have been produced with proportions by mixing 44 µm Ni-Ti-Cu powders in a mixer at 0 rpm for 0 minutes followed by cold pressing at 900 MPa and then sintering at 80 ºC and 0 minutes, in a diameter of 10 mm and length of 11 mm. Diffusion bonding experiments were carried out in argon atmosphere at 910-940-970 ºC temperatures and MPa under a dynamic load for at 40 and 0 periods. The microstructure of the join was examined by optic analysis, SEM and X-Ray. The strength of the joint tested by lap-shear and microhardness tests. The result of all observations, tests and measurements indicated that the quality of the coalescence at interfaces a homogenous Ni- Ti-Cu distribution. The result of all observations, tests and measurements indicated that the quality of the coalescence at interfaces at elevated temperatures and periods. Keywords : Ti 4.0 Ni 49. Cu.4, Powder Metallurgy, Cu and Ni Interlayer, Diffusion Bonding, Mechanical Properties. Bu makaleye atıf yapmak için Kejanlı H. *, Taşkın M. *, Çalıgülü U., Ti 4.0 i 49.Cu.4 Kompozitinin Cu ve i Aratabaka Kullanılarak Difüzyon Kaynağı ile Birleştirilmesinde Kaynak Sıcaklığının ve Süresinin Bağlantı Karakteristiği Üzerine Etkisi Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 009, (1) 1-9 How to cite this article Kejanlı H. *, Taşkın M. *, Çalıgülü U., The Effect on the Connecting Charasteristic of Welding Temperature And Period on The Joining With the Diffusion Bonding Using i and Cu Interlayer of Ti 4.0 i 49.Cu.4 Composites Electronic Journal of Machine Technologies, 009, (1) 1-9
Teknolojik Araştırmalar: MTED 009 () 1-9 Ti 4.0Ni 49.Cu.4 Kompozitinin Cu ve Ni Aratabaka Kullanılarak 1. GĐRĐŞ Teknolojideki hızlı gelişmeler, yeni ve farklı malzemelerin birbiriyle birleştirilerek kullanılmasını gerekli kılmaktadır. Ni-Ti-Cu tozunun toz metalurjisi yöntemi ile kompozit üretiminde kullanılması da bu arayışların bir sonucudur. Difüzyon kaynağı uzun yıllardır bilinmesine rağmen, özellikle son yıllarda uzay teknolojisinde, nükleer santrallerde ve elektronik sanayindeki hızlı gelişmeler, bu yöntemin kullanımını adeta zorlamıştır. Toz metalurjisi yöntemi ile üretilmiş malzemelerin birbirleri ile ve farklı malzemelerle kaynak edilerek kullanılması da bir ihtiyaç haline gelmiştir. Toz metalurjisinden üretilmiş malzemelerin birleştirilmesi üzerine difüzyon kaynak yöntemi ile farklı çalışmalar yapılmış ve bu çalışmalarda uygun şartlar sağlandığında başarılı sonuçlar alındığı görülmüştür [1--]. Kompozitlerin kaynağını iki grupta toplamak mümkündür. Bunlar; ergitme kaynak yöntemleri ve katı hal kaynak yöntemleridir. Ergitme kaynak yöntemleri ile yapılan birleştirmelerde; yüksek viskozite, katılaşmanın kontrolsüz gerçekleşmesi ve istenmeyen reaksiyonların oluşması gibi problemler oluşur. Bu problemler kaynakta mikro ve makro kusurlara yol açarak kaynak kalitesini azaltır. Ayrıca ergitme kaynaklarında yüksek sıcaklık nedeniyle ana malzemenin özellikleri değiştiğinden, bu durum ergimiş matris ile takviye arasındaki zararlı kimyasal reaksiyonların oluşmasına neden olmaktadır. Ergitme kaynak yöntemlerinde oluşması muhtemel birleşme problemlerinden dolayı metal matrisli kompozitleri (MMK) katı hal birleştirme yöntemleri ile birleştirmenin iyi sonuçlar verdiğini yapılan son araştırmalar ortaya koymuştur [4--]. Difüzyon kaynağı, bir katı hal kaynak yöntemi olup, birleştirilmek üzere eşleşmiş iki yüzeyin, malzemelerin ergime sıcaklıkları altındaki bir sıcaklıkta, malzemelerde makroskobik plastik deformasyon oluşturmayan bir basınç altında, katı hal difüzyonu yoluyla malzemeler arasında metalurjik bir bağ oluşuncaya kadar, malzemenin özelliklerini önemli ölçüde etkilemeyecek kadar bir sürede tutulmasıyla yapılan birleştirmedir. Difüzyon kaynak yönteminde malzemelerde istenmeyen mikro ve makro dönüşümlerin sınırlı oranda olmasından ve kompozit malzemelerin kaynağında ana malzemenin mukavemet değerlerine yaklaşılmasından dolayı, bu yöntemin diğer katı hal kaynak yöntemlerine göre daha cazip olduğu düşünülmektedir [7-8]. Sıcaklık, basınç ve zaman gibi parametreler difüzyon kaynağını önemli ölçüde etkiler. Difüzyon kaynak sıcaklığı genellikle (0.- 0.7 Tm) olacak şekilde belirlenmektedir. Ni-Ti tozunun toz metalurjisi yöntemi ile kompozit üretiminde kullanılması ve üretilen kompozitin kullanım alanlarının belirlenmesi oldukça önem arz etmektedir. Toz metalurjisi (TM) yöntemiyle üretilmiş malzemelerin difüzyon kaynağı yöntemiyle birleştirilmesi, hem TM ile üretilen malzemelerin orijinal yapısının korunması ve hem de oluşturulacak malzeme çiftinin difüzyon kaynağı davranışlarının anlaşılması açısından önemlidir. Kaynak süresi genellikle ara yüzeydeki difüzyonu engellemeyecek ve karşılıklı kimyasal bağların meydana gelmesini sağlayacak şekilde seçilir [9-10-11]. Kompozit malzemelerin birleştirilmesinde bir diğer alternatif yöntem sıvı faz difüzyon kaynağıdır. Yöntem, esas itibariyle ara kesitte ana metallerin birleştirilecek yüzeylerini ıslatabilecek ince bir sıvı filmi oluşturma ve bu tabakanın izotermal olarak katılaşması esasına dayanmaktadır. Sıvı film ana metal ile ara metal arasında ötektik yada peritektik ergime noktası bulunması halinde, bu sıcaklığa ulaşılınca meydana gelir. Aratabaka ile ana metal arasında bu sıcaklıkta difüzyon gerçekleşince ötektik yada peritektik bileşime ulaşıldığında bir sıvı tabaka oluşur. Bu yöntemle, ana metalin mekanik ve mikro yapı özelliklerine benzer birleştirmeler yapılabilir. Aratabaka veya kaplamanın ara yüzeyde kullanılmasının amaçları; plastik akışı hızlandırmak, temiz bir yüzey elde etmek, difüzyonu hızlandırmak, arzu edilmeyen intermetaliklerin oluşumunu en aza indirmek, ana metalin difüzyonunu hızlandırmak için geçici ötektik ergimeyi oluşturmak, kirkendall gözenekliliğini minimuma indirmek, kaynak süresini kısaltmak, arzu edilmeyen elementleri uzaklaştırmak ve oksidasyonu önlemektir [1].
Kejanlı H., Taşkın M., Çalıgülü U. Teknolojik Araştırmalar: MTED 009 () 1-9. MALZEME ve METOT Bu çalışmada kullanılan toz malzemeler; % 99.80 saflıkta ortalama 44 µm tane büyüklüğünde 49, oranında nikel, % 99.0 saflıkta ortalama 44 µm tane büyüklüğünde 4,0 oranında titanyum, % 99.90 saflıkta ortalama 7 10 µm tane büyüklüğünde,4 oranında bakır tozları ağırlıkça 10 4 hassasiyetli dijital terazide tartılarak hazırlandı. Toz malzemeler homojen dağılım sağlamak için, 0 dev/dk.'da 0 dakika süreyle karıştırıldı. Karıştırılan tozlar 900 MPa basınçta soğuk preslendi, soğuk presleme sonrası numuneler argon atmosferli fırında 80 ºC sıcaklıkta 0 dk. sinterlenerek Ø10x11 mm boyutlarında kaynak numuneleri hazırlandı. Deney numunelerinin hazırlanması, aşağıdaki işlem sırası takip edilerek gerçekleştirilmiştir; 1. Ni-Ti-Cu tozlarının hazırlanması,. Tozlarının oda sıcaklığında karıştırılması,. Karıştırılan tozların soğuk preslenmesi, 4. Soğuk preslenmiş tozların sinterlenmesi,. Ti 4.0 Ni 49. Cu.4 kompozitine ait kaynak numunelerinin elde edilmesi.. DE EYSEL ÇALIŞMALAR.1 Difüzyon Kaynakları Ø10x11 mm boyutlarında hazırlanan kaynak numuneleri difüzyon kaynağı öncesi 0 meshlik zımpara ile parlatıldı ve asetonda ultrasonik olarak temizlendi. Difüzyon kaynakları Şekil 1 de görülen difüzyon kaynak aparatında argon koruyucu gaz atmosferinde, MPa lık dinamik yükleme ile 910-940-970ºC lik sıcaklıklarda, 40 ve 0 dk lık sürelerde, 0 µm kalınlığında 180 HV sertlikte nikel ve 0 µm kalınlığında 10 HV sertlikte bakır aratabaka kullanılarak yapıldı. (Literatür çalışması ve ön deneyler sonucunda 40 ve 0 dk. süre aralığının MPa lık yük altında difüzyon kaynağı için uygun olduğu sonucuna varılmıştır). 1-Uygulanan Yük -Argon Çıkışı -Isıtıcı Dirençler 4-Argon Girişi -Numuneler -Termokupol. Mekanik ve Metalografik Đncelemeler Şekil 1. Difüzyon kaynak aparatının şematik gösterimi [1]. Numunelerin kaynak sonrası bağlantı mukavemetini tespit etmek amacıyla, bindirme-kayma testleri ASTMD 1 07 standardına uygun olarak Şekil de görülen özel olarak hazırlanmış bindirme kayma aparatında gerçekleştirildi. Bindirme-kayma deneyleri mm/dk. hızda ve oda sıcaklığında gerçekleştirildi. Kaynaklı birleştirmelerin kayma gerilmeleri elde edilen verilere göre hesaplandı. Difüzyon kaynağı yapılan numunelerin kaynak sonrası metalografik yapılarını belirlemek amacıyla,
Teknolojik Araştırmalar: MTED 009 () 1-9 Ti 4.0Ni 49.Cu.4 Kompozitinin Cu ve Ni Aratabaka Kullanılarak kaynak yapılmış numunelerin yüzeyleri, 0 meshlik zımpara ile zımparalandıktan sonra, µm lik elmas pasta ile parlatıldı daha sonra ise Kroll ( % HF, 9 % NHO, 8 % su) dağlayıcısı ile dağlanarak metalografik incelemeye tabi tutuldu. Deneyler sonucunda mikro yapı özellikleri optik mikroskop, SEM ve X-Ray analizleri ile incelendi. Ayrıca kaynaklı numunelerin sertlik değişimlerini belirlemek amacıyla mikrosertlik değerleri 10 gr lık yük altında tespit edildi. Kesme Kuvveti P Folyo Kaynaklı Numune Şekil. Bindirme-Kayma testi aparatının şematik resmi [1]. 4. TARTIŞMA 910 o C sıcaklıkta lık sürede birleştirilmiş bakır ve nikel ara tabakalı numunelerin bindirme kayma test değerleri yaklaşık aynı çıkmıştır. 0 dak. lık sürede ise artan nikel difüzyonuna bağlı olarak nikel ara tabakalı numunede daha yüksek bindirme kayma değerlerine ulaşılmıştır. 940 o C'de birleştirilmiş numunenin bindirme kayma testlerinde 40 ve 0 dak da yapılan birleştirmelerde nikel ara tabakalı numunelerde yaklaşık aynı sayılabilecek bindirme kayma değerleri elde edilmiştir. Ayrıca bakırın da süre artmasına bağlı olarak daha güçlü bir bağ oluşturduğu görülmektedir. Bu da yüksek sıcaklık ve sürelerde yapılan birleştirmelerde, bindirme kayma mukavemet değerlerinin yapıda meydana gelen bileşiklerin etkisi ile oldukça yüksek çıkmasının beklenen sonucudur. 970 o C'de 40 dakikada yapılan birleştirmelerde bakır ara tabakalı numunelerde yüksek bindirme kayma değerleri, 0 dakikalık sürede yapılan birleştirmede ise nikel ara tabaklı numunelerde daha yüksek bindirme kayma değerleri elde edilmiştir. aratabaka ile birleştirilen numunelerde benzer bindirme kayma mukavemet değerleri elde edilirken, yüksek sıcaklık ve uzun süreli yapılan işlemlerde mukavemet değerleri oluşan bileşiklerin etkisiyle oldukça yüksek çıkmaktadır (Tablo 1). Tablo 1. Deneysel çalışmanın kaynak parametreleri ikel Aratabakalı Aratabakalı Sıcaklık Malzeme (ºC) Ti 4.0 Ni 49. Cu.4 Süre (dk.) Kesme Mukavemeti (MPa) Süre (dk.) Kesme Mukavemeti (MPa) 910 40 147 40 14 910 0 11 0 10 940 40 170 40 14 940 0 170 0 17 970 40 17 40 17 970 0 190 0 177 4
Kejanlı H., Taşkın M., Çalıgülü U. Teknolojik Araştırmalar: MTED 009 () 1-9 Numuneler metalografik incelendiğinde, 910 o C'de 40 dakika bekleme süresinde bakır ara tabaka kullanılarak yapılan birleştirilmelerde 0 µm kalınlığındaki aratabakada, difüzyon yetersizliği nedeniyle belirgin bir incelme görülmemiştir. 0 dakika sürede yapılan birleştirmelerde ise, artan difüzyona bağlı olarak aratabakada bir miktar incelmenin olduğu belirlenmiştir. Bu da ana malzemeye bakır difüzyonunun 0 dakikalık sürede daha fazla olduğunu ve birleşme noktalarına yakın yerlerde geçiş bölgesi meydana getirdiğini göstermektedir. 910 o C'de 40 dakika bekleme süresinde nikel aratabaka kullanılarak yapılan birleştirmelerde kaynak sonrası aratabaka kalınlığında belirgin bir farklılık görülmemektedir. 0 dakikalık sürede yapılan birleştirmelerde ise aratabakanın, artan sürenin etkisiyle bir miktar inceldiği tespit edilmiş, geçiş bölgesi biraz daha belirgin hale gelmiştir Bu da ana malzemeye nikel difüzyonunun 0 dakikalık sürede daha fazla olduğunu göstermektedir. 910 o C'de yapılan birleştirmelerde birleşme sonrası mikrosertlik değerleri Şekil 'de verilmiştir. Numunelerin bakır ara tabakalı birleştirilmesinde; ara tabakada mikrosertlik değerleri düşük çıkarken, geçiş bölgesinden itibaren yükselmekte daha sonra ana malzemenin orijinal sertlik değerlerine yaklaşacak şekilde düşmektedir. 0 dak. lık sürede ise, artan sürenin etkisiyle geçiş bölgesinde oluşan metaller arası bileşiklerin etkisiyle mikrosertlik hızla yükselmiş, daha sonra ana malzemenin sertlik değerine inmiştir. Aratabaka 00 40 0 dak. ikel Aratabaka 00 40 0 dak. 0 00 0 00 0 00 0 00 10 10-10 -110-90 -70-0 -0-10 10 0 0 70 90 110 10-10 -110-90 -70-0 -0-10 10 0 0 70 90 110 10 Şekil. 910 ºC de Cu ve Ni aratabaka kullanılarak yapılan difüzyon kaynaklarının optik görünüşleri ve mikrosertlik grafikleri. 940 o C'de 40 dakika bekleme süresinde numunelerin bakır ara tabaka kullanılarak yapılan birleştirmelerinde 0 µm kalınlığındaki aratabakada 10 µm kadar bir incelme görülmektedir. 0 dakika sürede yapılan birleştirmelerde ise aratabakada 0 µm kadar incelme görülmektedir. Bu da ana malzemeye bakır difüzyonunun 0 dakikalık sürede daha fazla olduğunu göstermektedir (Şekil 4). 940 o C'de 40 dakika bekleme süresinde nikel aratabaka kullanılarak yapılan birleştirmelerde kaynak sonrası aratabaka kalınlığında 10 1 µm kadar bir farklılık görülmektedir. 0 dakikalık sürede yapılan birleştirmelerde ise aratabakanun yaklaşık µm inceldiği tespit edilmiştir. Bu da ana malzemeye nikel difüzyonunun, beklenildiği gibi 0 dakikalık sürede daha fazla olduğunu göstermektedir (Şekil 4). Şekil 4 de verilen bakır ve nikel aratabakayla birleştirilen numunelerin mikrosertlik değerleri incelendiğinde; mikrosertliklerinin her iki numunede de ara bölgede önce hızla arttığı geçiş bölgesi sınırlarında en üst değerlere ulaştığı ve daha sonra da hızla orijinal parçaların sertlik değerlerine indiği sonucuna varılmaktadır. aratabaka ile yapılan birleştirmelerin mikrosertliklerinde, sertliğin daha hızlı ve düzenli yükselişi artan difüzyon hızına bağlı alaşım ve bileşiklerden kaynaklanmaktadır.
Teknolojik Araştırmalar: MTED 009 () 1-9 Ti 4.0Ni 49.Cu.4 Kompozitinin Cu ve Ni Aratabaka Kullanılarak Aratabaka 00 40 0 dak. ikel Aratabaka 00 40 0 dak. 0 00 0 00 0 00 0 00 10 10-10 -110-90 -70-0 -0-10 10 0 0 70 90 110 10-10 -110-90 -70-0 -0-10 10 0 0 70 90 110 10 Şekil 4. 940 ºC de Cu ve Ni aratabaka kullanılarak yapılan difüzyon kaynaklarının optik görünüşleri ve mikrosertlik grafikleri. Numunelerin 970 o C'de 40 dakika bekleme süresinde bakır ara tabaka kullanılarak yapılan birleştirilmelerinde 0 µm kalınlığındaki aratabakada, ekstrüzyon ve difüzyon sonucu 1 µm kadar bir incelme görülmüş, fazla belirgin olmayan ve bakırın iyice yayındığı oldukça geniş bir ara geçiş bölgesi elde edilmiştir. 0 dakika sürede yapılan birleştirmelerde ise aratabakada, 18 µm incelme ve daha belirgin bir geçiş bölgesi görülmektedir. Bu da ana malzemeye bakır difüzyonunun 0 dakikalık bakırın yüksek yayınma özelliğinden dolayı daha fazla olduğunu göstermektedir (Şekil ). 970 o C ve 40 dakika sürede nikel aratabaka kullanılarak yapılan birleştirmelerde kaynak sonrası aratabaka kalınlığında 10 µm kadar bir incelme görülmektedir. 0 dakikalık sürede yapılan birleştirmelerde ise aratabakanın yaklaşık 10 0 µm inceldiği tespit edilmiştir. Bu da ana malzemeye nikel difüzyonunun, beklenildiği gibi 0 dakikalık sürede daha fazla olduğunu göstermektedir (Şekil ). içeriği oldukça yüksek Ti-Ni-Cu toz metal alaşımının nikel aratabaka ile birleştirilmesi sonrasında optik mikroskopla elde edilen resminin incelenmesinde; lık çalışma süresi içerisinde ana metal ve ara bölge arasındaki geçiş bölgesinin 0 dak. lık işlem süresinde elde edilenden daha dar olduğu, hem ara bölgede, hem geçiş bölgesinde ve hem de birleştirilen ana kütlede Ni-Ti ve Cu difüzyonunun gerçekleştiği ve tüm bu bölgelerde farklı yapıların oluştuğu belirlenmiştir. ve nikel aratabaka ile birleştirilen numunelerin mikrosertliklerinin incelenmesinde; mikrosertliklerinin her iki numunede de ara bölgede önce hızla arttığı geçiş bölgesi sınırlarında en üst değerlere ulaştığı ve daha sonra da hızla orijinal parçaların sertlik değerlerine indiği sonucuna varılmaktadır. Ara bölge ve geçiş tabakalarında sertliğin hızlı ve düzenli artışı artan difüzyon hızına bağlı alaşım ve bileşik oluşumundan kaynaklanmaktadır. Farklı sıcaklık ve sürelerde difüzyon kaynağı yapılan bakır ara tabakalı Ti 4.0 Ni 49. Cu.4 çiftinin kaynak ara bölgesinde yapılan X- ray analizlerinde numunelerde NiTi, Cu 0.8 Ni 0. Ti H 0., Ni Ti 4 O, NiTi, Cu Ti ve TiNi 0.8 Cu 0. fazlarına yoğun olarak rastlanılmıştır (Şekil ). ara tabakalı numunelerde ise NiTi, Cu 0.8 Ni 0. Ti H 0., Ni Ti 4 O, NiTi ve TiNi 0.8 Cu 0. fazları tespit edilmiştir (Şekil 7). Elde edilen yüksek sertlik değerleri Cu, Ni ve Ti nin bir biri içerisinde yüksek yayınabilme özelliklerinin sonucu olarak oluşan TiNiCu intermetalik bileşiklerinin varlığını doğrulamaktadır.
Kejanlı H., Taşkın M., Çalıgülü U. Teknolojik Araştırmalar: MTED 009 () 1-9 Aratabaka 00 40 0 dak. ikel Aratabaka 00 40 0 dak. 0 00 0 00 0 00 0 00 10 10-10 -110-90 -70-0 -0-10 10 0 0 70 90 110 10-10 -110-90 -70-0 -0-10 10 0 0 70 90 110 10 Şekil. 970 ºC de Cu ve Ni aratabaka kullanılarak yapılan difüzyon kaynaklarının optik görünüşleri ve mikrosertlik grafikleri. Lin 40 7 0 0 10 1,,4, 4,, 1,,,7 1,,,4 4 1,,,,,,7 74 1, 0 40 0 0 70 80 -Theta - Scale Bileşik No 1 4 7 Bileşiğin Kristal Sistemi Bravais Örgüsü Đsmi Kapalı Formülü NiTi Cubic Cu 0.8 Ni 0. Ti H 0. Tetragonal Hidrid Ni Ti 4 O Cubic Oksit NiTi Monoclinic Đlkel Cu Ti Orthorhombic Karbid Ni C Hexagonal Đlkel TiNi 0.8 Cu 0. Monoclinic Đlkel Hacim Hacim Şekil. aratabakalı Ti 4.0 Ni 49. Cu.4 kompozit malzemenin X-Ray analizi.. SO UÇ VE Ö ERĐLER Ti 4.0 Ni 49. Cu.4 kompozit çiftinin nikel ve bakır aratabaka kullanılarak, argon gazı atmosferinde, MPa lık dinamik yükleme ve 910-940-970 ºC sıcaklıklarda, 40 ve 0 dk. lık sürelerde yapılan difüzyon kaynaklarında, uygun endüstriyel şartlarda birleşmenin sağlandığı tespit edilmiştir. Birleştirilmiş numunelerin ara kesit bölgesinde yapılan X-Ray analizlerinde bakır ara tabakalı numunelerde NiTi, Cu 0.8 Ni 0. Ti H 0., Ni Ti 4 O, NiTi, Cu Ti ve TiNi 0.8 Cu 0. fazlarına yoğun olarak rastlanılmıştır. ara tabakalı numunelerde ise NiTi, Cu 0.8 Ni 0. Ti H 0., Ni Ti 4 O, NiTi, Ni Ti O ve TiNi 0.8 Cu 0. fazları tespit edilmiştir. Kaynaklı bağlantılara uygulanan bindirme kayma test sonuçlarından elde edilen, en yüksek kesme 7
Teknolojik Araştırmalar: MTED 009 () 1-9 Ti 4.0Ni 49.Cu.4 Kompozitinin Cu ve Ni Aratabaka Kullanılarak dayanımı 970 o C sıcaklık ve 0 dakikalık sürede birleştirilen nikel ara tabakalı numunede 190 MPa olarak belirlendi. Yapılan birleştirmeler sonucunda mekanik ve metalografik açıdan en iyi birleştirmenin, 970 o C de nikel aratabaka kullanılarak 0 dakika sürede yapılan birleştirmede olduğu tespit edilmiştir. Lin (Counts) 1 0 9 8 7 4 1 0 19 18 17 1 1 14 1 1 11 10 9 8 7 4 1 0, 8 1,,4,4, 7,,7,7,8 1,,4,7 1,,,4 7,8 7,8 1,4 1,4 17 0 0 40 0 0 70 80 -Theta - Scale - ayhan orhan 0.04.007 - - File: - ayhan orhan 0.04.007 -.raw - Type: Th/Th locked - Start:.000 - End: 8.010 - Step: 0.00 - Step time: 1. s - Temp.: C (Room) - Time Started: 1 Bileşik No 1 4 7 Đsmi Oksit Karbid Oksit Bileşiğin Kapalı Formülü Ni Ti 4 O Kristal Sistemi Cubic Bravais Örgüsü NiTi Monoclinic Đlkel TiNi 0.8 Cu 0. Monoclinic Đlkel NiTi Cubic Ni C Hexagonal Đlkel Ni Ti O Cubic NiTi Monoclinic Đlkel Şekil 7. aratabakalı Ti 4.0 Ni 49. Cu.4 kompozit malzemenin X-Ray analizi.. KAY AKLAR 1. Kejanlı, H., 007, Toz Metalurjisi Yöntemiyle Üretilmiş Ni-Ti-Cu Alaşımlarının Sıvı Faz Difüzyon Kaynağı ile Birleştirilebilirliğinin Araştırılması, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ. Taşkın, M., Dikbaş, H., Çalıgülü, U., 00, TM Yöntemiyle Üretilmiş Nitinol Alaşımının Difüzyon Kaynağında Sürenin Birleşme Üzerindeki Etkisinin Đncelenmesi, Metal Makine Dergisi, 1, 48-41. Çelik, S., Ay, Đ., 1999, Koruyucu Gaz Altında Difüzyon Kaynağı ve Uygulaması, Journal of Engineering and Environmental Science,, -70 4. Salehi, M.T., 1990, Isostatic Diffusion of Some Superplastic Alloys, phd Thesis, UMIST, Manch., UK. Taşkın, M., Çay, V. ve Özdemir, N., 00, Sürtünme Kaynağı ile Birleştirilmiş AISI 40/Ç1010 Çelik Çiftinin Arayüzey Mikroyapı Değerlendirmesi, Teknoloji Dergisi, 8, 1, -70. Taşkın, M., Kejanlı, H., Fırat, E. Hanifi ve Çalıgülü, U., 008, T/M Yöntemiyle Üretilmiş Ni-Ti-Cu Alaşımlarının TLP Difüzyon Kaynağında Ni ve Cu Aratabaka Arasındaki Mikrosertlik Değerlerinin Đstatistikî Olarak Đncelenmesi, Fırat Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 0 (), 79-88 7. Çalıgülü, U., Taşkın, M., 00, Sıcak Presleme Yöntemiyle Üretilmiş AlSiMg-SiCp Takviyeli Kompozitlerin Difüzyon Kaynağında Basıncın Birleşme Üzerindeki Etkisinin Araştırılması, Metal 8
Kejanlı H., Taşkın M., Çalıgülü U. Teknolojik Araştırmalar: MTED 009 () 1-9 Makine Dergisi, 19, -0 8. Ellis MBD, Gittos MF, Threadgill PL, 1994, Joining aluminium based metal matrix composites, Materials World;, (8), 41 417 9. Peterson, K. A., Park, C. and Dutta, I., 00, Interfacial Sliding in Back-End Đnterconnect Structures in Microelectronic Devices, Proc. MRS Symp., 71 10. Taşkın, M., Dikbaş, H., Çalıgülü, U., Gür, A. K., Ozan, S., Çay, V.V., 00, TM ile üretilmiş Nitinol alaşımının difüzyon kaynak yöntemiyle birleştirilebilirliğinin araştırılması, 11. Uluslararası Denizli Malzeme Sempozyumu, 77-771, Denizli 11. Ozan, S., Çalıgülü, U., Taşkın, M., Gür, A. K., Dikbaş, H., Çay, V.V., 00, Sıcak presleme yöntemiyle imal edilmiş SiCP takviyeli alüminyum esaslı kompozitlerin difüzyon kaynağında sıcaklığın birleşme üzerindeki etkisinin incelenmesi, 11. Uluslararası Denizli Malzeme Sempozyumu, -, Denizli 1. Shirzadi, A. A., Wallach, E. R., 1997, Temperature Gradient Transient Liquid Phase Diffusion Bonding: A New Methot for Joining Advanced Materials, Sci. and Tech. of Welding and Joining, (), 89 94 1. N. Orhan, M. Taşkın, A. K.Gür, E. Ünsaldı, 00, TM ile Üretilmiş NiTinol Alaşımında Ateşlemenin Gözenek ve Kanal Yönünün Oluşumuna Etkisi,. Uluslararası Đleri Teknolojiler Sempozyumu, Gazi Üniversitesi, 71-77, Ankara 14. Gür, A. K., Taşkın, M. ve Orhan, N., 00, TM ile Üretilmiş Nitinol Alaşımında Biyomedikal Uygulamalar Đçin Gözenek Oluşturma Đşlemi, Metalurji-Malzeme Dergisi, Sayı:7 1. Aydın, M., TR00 0710 U Patentli Difüzyon Kaynak Makinesi, Dumlupınar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Kütahya, TÜRKĐYE. 9