Research Information System
in: Mühendislik, Mimarlık, Tasarımda Teori, Uygulama ve Araştırmalar, Ali Riza MOTORCU, Ashok JAMMI, Senai YALÇINKAYA, Editor, GÜVEN PLUS GRUP DANIŞMANLIK A.Ş. YAYINLARI, İstanbul, pp.154-178, 2022
Gelişen teknoloji ile birlikte
otomotiv, elektronik, havacılık, inşaat ve biyomedikal gibi sektörlerde fonksiyonel
özelliklere sahip metal alaşımlarına olan talep artmaktadır. Şekil Hafızalı
Alaşımlar (ŞHA), sergiledikleri Süper Elastisite (SE) ve Şekil Hafıza Etkisi
(ŞHE) gibi üstün özellikleri ile düşük yoğunluk, yüksek süneklik, mukavemet ve darbe
dayanımı, üstün korozyon ve aşınma direnci ile yorulma ömrü gerektiren
endüstrideki çeşitli uygulama alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
ŞHA’ların sergilemiş oldukları ŞHE, çoğu durumda alaşımın ham madde olarak
tedarik edildiğinde kazandırılmış bir özelliği olmayıp çeşitli ısıl ve mekanik
prosedürlerin uygulanması sonucunda elde edilebilmektedir. Eğitim adı verilen
bu prosedürler gerçekleştirilerek ŞHA’lara tek ve çift yönlü olarak iki çeşit
ŞHE kazandırılabilmektedir. ŞHA’lara uygulanan deformasyonlar sonrası alaşımın
deforme olmamış şeklinin ısıtma yoluyla hatırlanması tek yönlü ŞHE, deforme
olmuş ve olmamış şekillerin sırasıyla ısıtma ve soğutma yoluyla hatırlaması ise
çift yönlü ŞHE olarak tanımlanabilmektedir. Tek ve çift yönlü ŞHE; sıcaklık,
gerilme ve termomekanik işlemler ile ŞHA’ların eğitilmesi sonucunda
gözlemlenebilen özelliklerdir. ŞHA’ların orijinal şeklini geri kazanması ve
eğitilmesi, martenzit ve östenit fazlar arasında difüzyonsuz gerçekleşen
kristalografik katı faz dönüşümlerinin (termoelastik martenzitik dönüşüm) bir
sonucu olarak ortaya çıkmaktadır. Termoelastik martenzitik dönüşümler, östenit
ve martenzit fazı arasındaki bir arayüz ile ilişkilidir. Ayrıca, ŞHA’ların bir diğer özelliği olan SE,
ŞHE’den farklı olarak herhangi bir ısıl dönüşüme ihtiyaç duymaksızın östenit
bitiş sıcaklığı (Af) ve SE gözlemlenebilecek en yüksek sıcaklık (Md) aralığında
uygulanan mekanik yüklemelerin ortadan kaldırılmasıyla orijinal şeklin geri kazanılabildiği
bir fonksiyondur. ŞHA’ların sergilediği ŞHE ve SE gibi üstün özellikler
doğrudan martenzitik dönüşümle ilgilidir. Martenzitik dönüşüm, martenzit ve
östenit faz yapıları arasında dış gerilmeler ve/veya sıcaklığın etkisiyle
difüzyonsuz katı-katı faz dönüşümleri olarak bilinmektedir. Metalin bileşimine
bağlı olarak martenzit ve östenit fazların başlangıç ve bitiş sıcaklıkları
değişkenlik göstermektedir. Bu çalışmada, ŞHA’ların martenzitik dönüşüm
kavramına açıklık getirilerek ŞHE ve SE özelliklerin hangi şartlar altında
gerçekleşebildiği tartışılmıştır. Ayrıca, tek ve çift yönlü ŞHE ile SE
kavramları incelenmiştir. Son olarak, ŞHA’lara çift yönlü ŞHE özelliği
kazandırmak için geliştirilen eğitim süreçlerinin detayları (uygulanış
biçimleri, üstünlükleri ve sınırlamaları) aktarılmıştır. Literatürde yer alan
çalışmalar, optimum eğitim sürecinin termomekanik döngü süreci sonrası elde edildiği
ve diğer süreçlerle mukayese edildiğinde daha üstün ŞHE kazandırılabildiği
sonucunu ortaya çıkarmıştır. Termomekanik döngünün martenzitik dönüşüm üzerinde
önemli değişimlere sebebiyet verdiği belirlenmiştir.