Characterization of Structural Properties of NiTi Alloys Synthesized by Powder Metallurgy Method

Creative Commons License

KOCADAĞİSTAN M. E., Tatoğlu Y.

International Journal of Earth Sciences Knowledge and Applications (IJESKA contribution to science), cilt.2, sa.1, ss.26-36, 2020 (Hakemli Dergi)

Özet

NiTi alaşımları şekil hafızası, süperelastiklik, yüksek darbe sönümleme kapasitesi, yüksek korozyon direnci ve biyouyumluluk özelliklerine sahiptir. Farklı şekil, boyut ve paketlenme özelliğine sahip tozlar toz metalürjisi yöntemleriyle yüksek performanslı, yüksek boyutsal hassasiyete sahip, kimyasal bileşimi kontrol edilebilir ve gözenekli yapıya sahip maddeler olarak üretilebilir. Bu amaçla eşit mol miktarında Ni ve Ti tozları kullanılarak mekanik alaşımlama işlemi yapılmıştır. 58,7g’lık Ni ile  47,9 g’lık Ti birer mol alınmış ve yapılan deneylerin ilk üçünde 0,14 mol Ni ve Ti tozu kullanılmıştır. Toz sarfiyatını azaltmak için sonraki deneylerde 0,047 mol Ni ve Ti tozları kullanılmıştır ve NiTi alaşımı elde edilmesi amaçlanmıştır. Dönüş hızının ve öğütme süresinin değişiminin alaşımlama üzerindeki etkileri gezegen tipi öğütücü kullanılarak incelenmiştir. Faz analizleri için XRD (X-Ray Diffraction) kullanılmıştır. Kullanılan gezegen tipi öğütme cihazında dönüş hızının değiştirilmesinin ve alaşımlama süresinin değiştirilmesinin alaşımlama üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çeşitli parametrelerde sentezlenen NiTi tozlarının X-ışın kırınım grafikleri ve taramalı elektron mikroskobu görüntüleri alınarak yapısal özellikleri yorumlanmıştır. Bu çalışmada 12 deney yapılmıştır. 300 rpm hızda ve 200 rpm hızda 40 saatin altında Ti2Ni fazına rastlanmamıştır. 40 saat ve 80 saatlik deneylerde Ti2Ni fazı ile örtüşen pik oluşumu gözlenmiştir. 400 rpm hızda 10 ve 20 saatlik deneylerde Ti2Ni fazına rastlanmamıştır. 400rpm hızda büyük tanelerde çatlak oluşumunun başladığı görülmüştür. Alaşımlamanın gerçekleşmesi için deney süresinin en az 40 saat olması gerektiği sonucuna varılmıştır.

NiTi alloys have shape memory, super elasticity, high impact damping capacity, high

corrosion resistance and biocompatibility. Powders with different shapes, sizes and packaging

properties can be produced with powder metallurgy methods as high performance, high

dimensional sensitivity, chemical composition can be controlled and porous materials. For

this purpose, mechanical alloying process was carried out using Ni and Ti powders in equal

moles. 58.7g of Ni and 47.9 g of Ti were taken one mole and 0.14 mol of Ni and Ti powders

were used in the first three of the experiments. To reduce dust consumption, 0.047 moles of

Ni and Ti powders were used in subsequent experiments and it was aimed to obtain a NiTi

alloy. The effects of the change of rotational speed and grinding time on alloying were

investigated using a planetary grinder. XRD (X-Ray Diffraction) was used for phase analysis.

In the planetary grinding device used, the effects of changing the rotation speed and changing

the alloying time on alloying were examined. X-ray diffraction graphs and scanning electron

microscopy images of NiTi powders synthesized in various parameters were taken and their

structural properties were interpreted. In this study, 12 experiments were carried out. The

Ti2Ni phase was not found under 300 rpm and 200 rpm under 40 hours. In 40-hour and 80-

hour experiments, peak formation overlapping with Ti2Ni phase was observed. The Ti2Ni

phase was not found in 10 and 20 hours of experiments at 400 rpm. It was observed that crack

formation started in large grains at 400rpm speed. It was concluded that the experiment period

must be at least 40 hours for alloying to take place.