Research Article

Al İÇERİĞİNİN (CoCrFe)60AlXNi(40-X) YÜKSEK ENTROPİLİ ALAŞIMININ YAPISAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Volume: 26 Number: 4 December 3, 2023
EN TR

Al İÇERİĞİNİN (CoCrFe)60AlXNi(40-X) YÜKSEK ENTROPİLİ ALAŞIMININ YAPISAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Öz

Bu çalışmada, farklı alüminyum içeriğine sahip (CoCrFe)60AlxNi(40-x) alaşımları (x=5, 10, 20, 30 % at.) ark ergitme yöntemiyle üretilmiş ve 4 mm çapındaki silindirik bakır kalıp içerisine dökümü yapılmıştır. Elde edilen silindir şeklinde alaşımlar, XRD ve SEM ile yapısal olarak incelenmiş ve değişen oranlardaki Al ve Ni elementlerinin kristal yapıya, mikro yapıya ve mekanik özelliklere olan etkisi araştırılmıştır. Alaşım içerisinde oluşan fazlar, Thermo-Calc yazılımı kullanılarak ve termodinamik yaklaşımlar sergilenerek deneysel olarak elde edilen sonuçlarla kıyaslanmıştır. Alaşımların sahip olduğu mekanik özellikleri tespit etmek amacıyla sertlik ve basma testleri uygulanmıştır. Deneysel sonuçlar, alaşım içerisindeki Al miktarının %5 at.’den %30 at.’ye çıkmasıyla beraber, alaşımın temel kristal yapısının YMK yapıdan HMK’ye doğru geçiş yaptığını göstermiştir. Bununla beraber, alaşım içerisinde Al miktarının artması, mikro yapıda bir miktar AlNi intermetalik fazlarının da oluşmasına neden olmuştur. Al oranının artmasıyla hem kristal yapının değişmesi, hem de intermetalik fazların oluşması, alaşımın sertlik değerinin 146±3 HV’den 563±6 HV’ye kadar; akma dayancının ise 193 MPa’dan 1260 MPa değerine kadar yükselmesini sağlamıştır. Yapısal analizler ve mekanik testler, (CoCrFe)60Al20Ni20 YEA'sının mukavemet-süneklik dengesi açısından en umut verici alaşım olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

References

  1. Beyramali Kivy, M., Asle Zaeem, M., & Lekakh, S. (2017). Investigating phase formations in cast AlFeCoNiCu high entropy alloys by combination of computational modeling and experiments. Materials and Design, 127(February), 224–232. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.04.086
  2. Bönisch, M., Wu, Y., & Sehitoglu, H. (2018). Twinning-induced strain hardening in dual-phase FeCoCrNiAl0.5 at room and cryogenic temperature. Scientific Reports 2018 8:1, 8(1), 1–9. https://doi.org/10.1038/s41598-018-28784-1
  3. Cai, Y., Ao, S., Marwana Manladan, S., Xue, J., & Luo, Z. (2019). Evolution mechanisms of TiC ceramic particles in FeCoCrNiAl high-entropy alloy laser cladding layers. Materials Research Express, 6(10), 1065d2. https://doi.org/10.1088/2053-1591/AB405D
  4. Cai, Y., Zhu, L., Cui, Y., Geng, K., Marwana Manladan, S., & Luo, Z. (2019). High-temperature oxidation behavior of FeCoCrNiAlx high-entropy alloy coatings. Materials Research Express, 6(12), 126552. https://doi.org/10.1088/2053-1591/AB562D
  5. Diao, H., Ma, D., Feng, R., Liu, T., Pu, C., Zhang, C., Guo, W., Poplawsky, J. D., Gao, Y., & Liaw, P. K. (2019). Novel NiAl-strengthened high entropy alloys with balanced tensile strength and ductility. Materials Science and Engineering A, 742, 636–647. https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.11.055
  6. Geanta, V., Voiculescu, I., Milosan, I., Istrate, B., & Mates, I. M. (2018). Chemical composition influence on microhardness, microstructure and phase morphology of AlxCrFeCoNi high entropy alloys. Revista de Chimie, 69(4), 798–801.
  7. George, E. P., Raabe, D., & Ritchie, R. O. (2019). High-entropy alloys. Nature Reviews Materials 2019 4:8, 4(8), 515–534. https://doi.org/10.1038/s41578-019-0121-4
  8. Guo, S., Ng, C., & Liu, C. T. (2013). Anomalous solidification microstructures in Co-free Al xCrCuFeNi2 high-entropy alloys. Journal of Alloys and Compounds, 557, 77–81. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.01.007

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Material Production Technologies

Journal Section

Research Article

Publication Date

December 3, 2023

Submission Date

April 7, 2023

Acceptance Date

September 15, 2023

Published in Issue

Year 2023 Volume: 26 Number: 4

APA
Polat, G., & Atalay Kalsen, T. S. (2023). Al İÇERİĞİNİN (CoCrFe)60AlXNi(40-X) YÜKSEK ENTROPİLİ ALAŞIMININ YAPISAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26(4), 812-822. https://doi.org/10.17780/ksujes.1279081

Cited By