1,720,987 research outputs found
Effect of cobalt and tungsten on mechanical properties of Ni-CoWB composites
No full textNi37.6W22.5Co22.5B17.4 ve Ni27.6W27.5Co27.5B17.4 metalik cam alaşımlarının öncül olarak kullanılması ile CoWB takviyeli kompozitler üretilmiştir. Bu amaçla alaşımlar kristallenme sıcaklıklarının üzerindeki sıcaklıklarda izotermal şekilde farklı süreler için ısıl işleme tabi tutulmuştur. Elde edilen kompozitlerin mikroyapısal özelliklerinin kompozitlerin mekanik özelliklerine ve korozyon direncine olan etkileri incelenmiştir. Ni27.6W27.5Co27.5B17.4 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin mikrosertlik değerlerinin Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerden daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin en yüksek sertlik değeri 1474 HV iken Ni27.6W27.5Co27.5B17.4 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin en yüksek sertlik değerinin 1580 HV olduğu tespit edilmiştir. Sertlik değerindeki bu artışın sebebi Ni27.6W27.5Co27.5B17.4 metalik cam alaşımının Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 metalik cam alaşımına göre daha yüksek Co ve W içeriğine sahip olması ve bunun sonucunda Ni27.6W27.5Co27.5B17.4 metalik cam alaşımının ısıl işlemi ile elde edilen kompozitlerin Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 metalik cam alaşımının ısıl işlemi ile elde edilen kompozitlerden daha yüksek hacim oranında CoWB fazı içermesidir. Her iki metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin kırılma tokluğu değerlerinin düşük (<10 MPa.m1/2) olduğu belirlenmiştir. Ni27.6W27.5Co27.5B17.4 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin yapısında çökelen CoWB fazının ortalama tane boyutunun Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin yapısında çökelen CoWB fazının ortalama tane boyutundan daha yüksek olmasından dolayı kırılma tokluğu değerinin daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Her iki alaşımın kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin %3.5 NaCl ve 1M HCl çözeltileri içerisindeki korozyon davranışları ölçülmüştür. Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozit daha yüksek Ni içeriğine sahip olduğu için her iki çözelti için de daha yüksek korozyon direnci göstermiştir.CoWB reinforced composites were produced by using metallic glass alloys Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 and Ni27.6W27.5Co27.5B17.4 as precursors. For this purpose, the alloys were heat treated isothermally for different periods at temperatures above their crystallization temperatures. The effects of the microstructural properties of the obtained composites on the mechanical properties and corrosion resistance of the composites were investigated. It was determined that the microhardness values of the composites produced by the crystallization of the Ni27.6W27.5Co27.5B17.4 metallic glass alloy were higher than the composites produced by the crystallization of the Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 metallic glass alloy. While the highest hardness value of the composites produced by crystallization of Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 metallic glass alloy was 1474 HV, the highest hardness value of the composites produced by crystallization of Ni27.6W27.5Co27.5B17.4 metallic glass alloy was found to be 1580 HV. The reason for this increase in hardness value is that Ni27.6W27.5Co27.5B17.4 metallic glass alloy has higher Co and W content than Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 metallic glass alloy and as a result Ni27.6W27.5Co27.5B17.4 composites obtained by heat treatment of metallic glass alloy contain a higher volume fraction of CoWB phase than composites obtained by heat treatment of Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 metallic glass alloy. It was determined that the fracture toughness values of the composites produced by the crystallization of both metallic glass alloys were low (<10 MPa.m1/2). Because the average grain size of the CoWB phase precipitated in the structure of the composites produced by the crystallization of the Ni27.6W27.5Co27.5B17.4 metallic glass alloy is higher than the average grain size of the CoWB phase precipitated in the structure of the composites produced by the crystallization of the Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 metallic glass alloy fracture toughness value was found to be higher. The corrosion behavior of the composites produced by the crystallization of both alloys in 3.5% NaCl and 1M HCl solutions was measured. The composite produced by crystallization of Ni37.6W22.5Co22.5B17.4 metallic glass alloy showed higher corrosion resistance for both solutions because it has higher Ni content
Productıon Of Composıte Materıals By Crystallization Of Nickel Based Metallıc Glasses
No full textBu araştırmada, Ni-CoWB alaşım sistemi içerisin de bulunan Ni42.6Co20W20B17.4 metalik cam alaşımı izotermal sıcaklıkta, farklı sürelerde kristalizasyon işlemine tabi tutulmuş ve kristalizasyonun metalik cam alaşımı üzerindeki, mekanik, mikroyapısal özellikleri ve korozyon davranışı araştırılmıştır. Metalik cam alaşımının mikrosertliği 1200 Hv olarak ölçülmüş, elde edilen kompozit numunelerde ise 1445 Hv sertliğe ulaşılmıştır. Camsı alaşımınkristalizasyon işlemi sonucunda sertliğinin artmasının sebebi, sertliği 4500- 5000 Hv olan CoWB fazının yapıda çökelmiş olmasıdır. En yüksek sertliğe sahip kompozititn kırılma tokluğu 3,50-11,63 Mpa√m aralığında olduğu tespit edilmiştir. En yüksek sertliğe ulaşmış olan kompozit numunenin %3,5 NaCl ve 1 M HCl çözeltileri içerisindeki korozyon dayanımları ortaya koyulmuştur. % 3,5 NaCl çözeltisi içerisinde kompozit numunenin korozyon dayanım değeri (Ikor) 20,58 µA/cm2 ve 1 M HCl içerisindeki korozyon dayanımı (Ikor) 0,385 µA/ cm2 olarak ölçülmüştür.In this research, the Ni42.6Co20W20B17.4 metallic glass alloy in the Ni-CoWB alloy system was subjected to crystallization different times at isothermal temperature and the mechanical, microstructural properties and corrosion behavior of crystallization on the metallic glass alloy were investigated. The microhardness of the metallic glass alloy was measured as 1135 Hv, and the hardness of 1445 Hv was reached in the composite samples obtained. The reason for the increase in the hardness of the glassy alloy as a result of the crystallization process is that the CoWB phase with a hardness of 4500-5000 Hv precipitated in the structure. The fracture toughness of the composite with the highest hardness was found to be in the range of 3,50-11,63 Mpa√m. The corrosion resistance of the composite sample, which has reached the highest hardness, in 3,5% NaCl and 1 M HCl solutions has been revealed. The corrosion resistance value (Ikor) of the composite sample in 3,5% NaCl solution was measured as 20,58 µA/cm2 and the corrosion resistance (Ikor) in 1 M HCl was measured as 0,385 µA/ cm2
Investigation of struce and properties of ni-cowb composites produced bu sintering
Full text linkBu çalışmada, farklı bor içeriklerine sahip Ni-Co-W-B metalik cam alaşımlarından sinterleme yöntemiyle Ni-CoWB kompozitleri üretilmiş ve bu kompozitlerin mikroyapısal, mekanik ve kimyasal özellikleri sistematik olarak incelenmiştir. Eriyik döndürme yöntemiyle üretilen amorf şeritler öğütülerek toz formuna dönüştürülmüş ve bu amorf tozlar farklı sıcaklıklarda Spark Plazma Sinterleme (SPS) yöntemiyle sinterlenerek yoğunlaştırılmıştır. Amorf yapıdaki tozların sinterlenmesi sonucu elde edilen kompozitlerde nikel katı çözeltisi ve CoWB fazının birlikte çökelmesiyle gözenek oranı düşük numuneler üretilmiştir. Yoğunluk ölçümleri, her iki kompozitte de yüksek sinterlenebilirlik ve düşük gözenek oranı elde edildiğini göstermiştir. Mikroyapı analizleri sonucunda, Ni??Co??W??B?? ve Ni??Co??W??B?? kompozitlerinde CoWB fazının hacim oranlarının sırasıyla %19 ve %37 olduğu belirlenmiştir. Sertlik değerleri sırasıyla 630 Hv ve 754 Hv olarak ölçülmüş ve her iki kompozit için de kırılma tokluğu değerleri en az 25 MPa·?m bulunmuştur. Aşınma testleri sonucunda her iki kompozitin de yaklaşık 6 ×10-7 mm³/N·m seviyesinde aşınma oranına sahip olduğu belirlenmiştir. Korozyon deneylerinde sinterleme ile üretilen kompozitlerin, ısıl işlemle elde edilen numunelere kıyasla daha düşük direnç gösterdiği, bu sonucun gözeneklerin varlığından kaynaklandığı tespit edilmiştir. Yüksek sıcaklık oksidasyon deneylerinde ise 800 °C ve 900 °C'de elde edilen verilere göre oksidasyon direncinin sermetlerin çoğundan daha iyi olduğu gözlemlenmiş, özellikle Ni??Co??W??B?? kompozitinin oksidasyon direncinin daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, üretilen Ni-CoWB kompozitlerinin yüksek aşınma direnci, kırılma tokluğu ve oksidasyon dayanımı sayesinde, özellikle yüksek sıcaklıklarda (? 700 °C) aşınma direncinin kritik önem taşıdığı uygulamalarda kullanılabilecek potansiyele sahip olduğu ortaya konmuştur.In this study, Ni–CoWB composites were produced from Ni–Co–W–B metallic-glass alloys with different boron contents by sintering, and the microstructural, mechanical, and chemical properties of these composites were systematically investigated. Amorphous ribbons fabricated by melt spinning were ground into powders, and these amorphous powders were densified at various temperatures by spark plasma sintering (SPS). Sintering of the amorphous powders yielded low-porosity composites through the co-precipitation of a Ni solid solution and the CoWB phase. Density measurements indicated high sinterability and low porosity in both composites. Microstructural analyses revealed CoWB volume fractions of 19% and 37% for the Ni51Co18 W18B13 and Ni37Co22W22B19 compositions, respectively. Vickers hardness values were measured as 630 HV and 754 HV, and the fracture toughness for both composites was at least 25 MPa·?m. Wear tests showed wear rates on the order of 6 × 10-7 mm³/N·m for both materials. Corrosion experiments demonstrated that the sintered composites exhibited lower resistance than heat-treated samples, which was attributed to residual porosity. High-temperature oxidation experiments at 800 °C and 900 °C indicated oxidation resistance superior to that of most cermets, with the Ni37Co22W22B19 composite in particular exhibiting higher resistance. In conclusion, the Ni–CoWB composites produced here combine high wear resistance, robust fracture toughness, and strong oxidation resistance, highlighting their potential for applications where wear resistance at elevated temperatures (? 700 °C) is critically important
An analysis of glass forming ability of Co-based bulk Metallic glasses and their variation depending on Fe-ratio
No full textCo43Fe20Ta5.5B31.5 iri hacimli metalik cam alaşımı şu ana kadar rapor edilen en yüksek basma dayanımına (5.2GPa) sahip metalik cam alaşımlardan birisidir. Ancak bu alaşımın kritik döküm kalınlığı sadece 2mm'dir. Yapılan çalışmalarda Co42Cu1Fe20Ta2.75Nb2.75B26.5Si5 alaşımın camlaşma kabiliyetinin 4mm olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada amaç Co42Cu1Fe20Ta2.75Nb2.75B26.5Si5 kompozisyonuna sahip iri hacimli metalik cam sistemlerinin demir oranları %20-50 arasında değiştirilerek demir oranının değişiminin bu alaşımların camlaşma kabiliyetine olan etkilerini incelemektir. Sentezlenen alaşımların, vakum ark ergitme kullanılarak değişik döküm çaplarında numuneleri elde edilmiştir. Elde edilen döküm numunelerinin kritik döküm kalınlıkları x-ışınları kırınımı ile belirlenmiştir. Buna ek olarak alaşımların cam geçiş, kristallenme ve ergime sıcaklıkları diferansiyel taramalı kalorimetre analizi (DSC) ile tespit edilmiştir.Co43Fe20Ta5.5B31.5 bulk metallic glass is one of the most metallic alloys which has the highest fracture strenght. However, critical casting thickness of this alloy is 2mm. In the studies conducted, glass forming ability of Co43Fe20Ta5.5B31.5 alloys are only 4mm. This study investigates the effect of variation in iron rate on glass forming ability through manipulating iron rates of bulk metallic glass systems between 20%- 50%. Samples of synthezised alloys have been obtained through implementing vacuum melting. Critical casting thickness of obtained casting samples have been determined by X-Ray Diffraction. Futhermore, glass transitions, crystalizations and melting temperatures of alloys have been determined with Differential Scaning Calorimeter (DSC) analysis
Production of tungsten-boron based metallic glasses for advanced technological applications
No full textRe, Ru, Ir, Rh, Os, W gibi refrakter metaller kullanılarak üretilen refrakter metal esaslı metalik camlar oldukça yüksek kristalizasyon sıcaklıklarına (Tx) (1000-1400 K) ve oldukça yüksek sertlik değerlerine (~1300-1700 Hv) sahiptirler. Bu sistemler arasında tungsten esaslı metalik cam sistemi (W30Fe38B25C7) 1067 K kristalizasyon sıcaklık değerine ve 1122 Hv sertlik değerine sahiptir. Tungstenin diğer refrakter metallere göre en büyük avantajı ise maliyetinin çok daha düşük olmasıdır. Bu çalışmanın ilk aşamasında demir oranları %35-40-45 olacak şekilde hazırlanan Fe-W-B alaşımları, piston örs yöntemiyle ~30?m kalınlıkta dökülerek metalik cam folyolar elde edilmiştir. Elde edilen bu alaşımların termal ve mekanik özellikleri karakterize edilmiştir. Çalışmanın II. aşamasında ise seçilen bir Fe-W-B alaşımında tungsten yerine sırasıyla %5 ve %10 oranlarında titanyum ilavesi yapılmış ve elde edilen ince folyo halindeki metalik cam alaşımlarının termal ve mekanik özelliklerinde titanyum katkısının etkileri ortaya konmuştur. Üretilen bütün metalik cam folyoların yapısal incelemeleri x-ışınları kırınımı (XRD) ile kristalizasyon sıcaklıkları, ergime sıcaklıkları ve likidüs sıcaklıkları da diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) cihazı ile belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Metalik cam, Refrakter metal, Kristalizasyon sıcaklığı, SertlikMetallic glasses containing refractory metals such as Re, Ru, Ir, Rh, Os and W have quite high crystallization temperatures(Tx), which are between 1000-1400 K, and microhardness values, which are between 1300 and 1700 Hv. Among systems a tungsten based metallic glass having composition of W30Fe38B25C7 has crystallization temperature of 1067 K and microhardness of 1122 Hv. The most important advantage of tungsten with respect to the other refractory metals is that its cost is much lower. In the first stage of this study Fe-W-B alloys having iron contents between 35 and 45% were prepared. Thin foils, which have a thickness of about 30?m, of these alloys were prepared by piston and anvil method. Thermal and mechanical properties of these alloys were characterized. In the second stage of the study, titanium substituions for tungsten were made in a chosen Fe-W-B alloy. Thin foils of these alloys were also characterized to determine effect of titanium addition on thermal and mechanical properties of the alloys. For all of the thin foils of the alloys, structural characterization was carried out by X-ray diffraction (XRD) and crystallization, melting and liquidus temperatures were determined by differantial scanning calorimetry(DSC). Key Words: Metallic glass, Refractory metal, Crystallization temperature, Hardnes
Development of cowb rei·nforced nanocomposi·tes
Full text linkMetalik camların kristalizasyonu yöntemi kullanılarak üretilen kompozitlerin, yüksek sertlik değerine ancak nispeten daha düşük kırılma tokluğu değerine sahip olduğu ortaya koyulmuştur. Literatürde yer alan benzer çalışmalarda öncelikle alaşımın bor (B) miktarının sistematik olarak artırılması üzerine çalışmalar yapılmış, ardından elde edilen alaşım sistemi içerisinden seçilen metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile kompozit malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Ancak bu B miktarındaki artışın Ni-katı çözeltisinin ve CoWB oluşumunu hızlandırdığı görülmüştür. Düşük bor içeriğine sahip, üretimleri gerçekleştirilen alaşımları karakterize etmek amacıyla gerçekleştirilen X-ışınları kırınımı (XRD) analizleri sonucunda %15 B içeriğine sahip dört farklı alaşımında 0.3 mm kesit kalınlığında tamamen amorf yapıda olduğu belirlenmiştir. Buna karşın 0.5 mm kesit kalınlığına sahip %15 B içeren alaşımların hiçbirinin tamamen amorf yapıda olmadığı tespit edilmiştir. 0.3 mm kesit kalınlığına sahip %15 bor içeriğine sahip alaşım sistemi içerisinden tamamen amorf yapıda olduğu belirlenen Ni49Co18W18B15 (CD4) metalik cam alaşımı kompozit üretmek üzere seçilmiştir. 0.3 mm kesit kalınlığına sahip % 13 B içeren alaşımların 3 tanesinin amorf olmadığı, 0,5 mm kesit kalınlığına sahip alaşımların ise tamamının amorf olmadığı görülmüştür. Buradaki alaşım grubunda Ni miktarının en yüksek olması istendiğinden tamamen amorf yapıda olan Ni51Co18W18B13 (CD8) metalik cam alaşımı kompozit üretmek üzere seçilmiştir. Kompozit üretimi, 900 K izotermal sıcaklıkta, 25 ila 200 dakika arasında değişen sürelerde metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile gerçekleştirilmiştir. Öncül olarak seçilen Ni49Co18W18B15 ve Ni51Co18W18B13 alaşımlarının mikroyapısı, mekanik özellikleri ile korozyon davranışı tez çalışması kapsamında incelenmiştir. Gerçekleştirilen analizler sonucunda Ni49Co18W18B15 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin 125 dakikalık ısıl işlem süresinde en yüksek sertlik değeri olan 1325 HV değerine ulaştığı tespit edilmiştir. Ni51Co18W18B13 metalik cam alaşımının kristalizasyonu ile üretilen kompozitlerin 150 dakikalık ısıl işlem süresinde en yüksek sertlik değeri olan 1294 HV değerine ulaştığı tespit edilmiştir. 200 dakika ısıl işlem süresine tabi tutulan Ni49Co18W18B15 ve Ni51Co18W18B13 kompozitlerine 19.6 N ve 49 N olmak üzere uygulanan farklı yükler sonucunda elde edilen kırılma tokluğu değerleri ise 6.4-10.3 Mpa.m½ şeklindedir. Elde edilen Ni49Co18W18B15 ve Ni51Co18W18B13 kompozitlerinin 1M HCl, 1M H2SO4, % 3.5 NaCI ve 1M NaOH çözeltileri içerisindeki korozyon dayanımları (Ikor) ölçülmüştür. Ölçümler sonucunda alaşım içerisinde bulunan nikel miktarının fazla olması sebebiyle, Ni49Co18W18B15 ve Ni51Co18W18B13 kompozitlerinin literatürede yer alan diğer çalışmalara kıyasla nispeten yüksek korozyon direncine sahip olduğu ortaya koyulmuştur.It has been demonstrated that composites produced using the crystallization method of metallic glasses have high hardness values but relatively lower fracture toughness values. In similar studies found in the literature, the amount of boron (B) in the alloy was systematically increased, and then the composite material was produced by crystallizing the selected metallic glass alloy from the obtained alloy system. However, it has been observed that this increase in B content accelerates the formation of Ni solid solution and CoWB. As a result of X-ray diffraction (XRD) analyses conducted to characterize the alloys produced with low boron content, it was determined that four different alloys with 15% B content had a completely amorphous structure with a 0.3 mm section thickness. However, it was determined that none of the alloys containing 15% B with a thickness of 0.5 mm were completely amorphous. Among the alloy systems with a boron content of 15% and a section thickness of 0.3 mm, the Ni49Co18W18B15 (CD4) metallic glass alloy, which was determined to be completely amorphous, was selected for composite production. It was observed that 3 of the alloys with a thickness of 0.3 mm and containing 13% B were not amorphous, and none of the alloys with a thickness of 0.5 mm were amorphous. Since the highest amount of Ni was desired in this alloy group, the fully amorphous Ni51Co18W18B13 (CD8) metallic glass alloy was chosen for composite production. The composite production was carried out by crystallizing the metallic glass alloy at an isothermal temperature of 900 K for varying durations between 25 and 200 minutes. The microstructure, mechanical properties, and corrosion behavior of the Ni49Co18W18B15 and Ni51Co18W18B13 alloys, chosen as precursors, were examined as part of the thesis study. As a result of the conducted analyses, it was determined that the composites produced by the crystallization of the Ni49Co18W18B15 metallic glass alloy reached the highest hardness value of 1325 HV during a 125-minute heat treatment period. It has been determined that the composites produced by the crystallization of the Ni51Co18W18B13 metallic glass alloy reached the highest hardness value of 1294 HV during a 150-minute heat treatment period. The fracture toughness values obtained from the Ni49Co18W18B15 and Ni51Co18W18B13 composites subjected to a 200-minute heat treatment duration, with different loads of 19.6 N and 49 N applied, are in the range of 9-10 Mpa.m½. The corrosion resistances (Ikor) of the obtained Ni49Co18W18B15 and Ni51Co18W18B13 composites in 1M HCl, 1M H2SO4, 3.5% NaCl, and 1M NaOH solutions were measured. As a result of the measurements, it was revealed that the Ni49Co18W18B15 and Ni51Co18W18B13 composites have relatively high corrosion resistance compared to other studies in the literature due to the high amount of nickel present in the alloy
Synthesis and characterization of Co-Fe-Ta-B based bulk metallic glass materials
Full text linkKristalin ve amorf alaşımlar içerisinde yüksek mukavemeti ile dikkat çeken Co43Fe20Ta5.5B31.5 alaşımının, 2 mm kalınlığında camsı olarak dökülebildiği literatürde rapor edilmiştir. Bu çalışmada, yukarıdaki bileşimde Ta elementinin Nb, Ti ve Al ile kısmen veya tamamen yer değiştirmesinin etkisi, yukarıdaki bileşime sahip amorf metalik camları başarılı bir şekilde üretmek açısından incelenmiştir. Çalışma grubu tarafından tasarlanan ve üretilen vakum ark ocağı, alaşımların ark ergitme ve emme-döküm yöntemi ile üretilmesi için ilk kez kullanıldı. Üretilen alaşımların, baz alaşım dışında, kristalin halde olduğu belirlendi. Alaşımlar, argon atmosferi altında silindirik döküm açıklığına sahip bakır kalıplara dökülerek hazırlandı. Numunelerin karakterizasyonu için indüktif eşleşmiş plazma-kütle spektrometresi (ICP-MS), x-ışını kırınım cihazı (XRD), optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanıldı.It was reported in the literature that Co43Fe20Ta5.5B31.5 alloy, which has attracted particular attention due to its high strength within the crystalline and amorphous alloys, was succesfully cast 2 mm in diameter. In this study, the effect of a partial or complete replacement of Ta by Nb, Ti and Al in above composition have been investigated in successfully producing amorphpous metallic glasses of above composition. Vacuum arc furnace, designed and produced by the research group, was used for the first time to produce alloys by arc melting and suction-casting. Manufactured alloys were identified as crystalline except the base alloy which was obtained as composite. Alloys were prepared under argon atmosphere by casting into copper moulds which has cylindirical cavity. Characterization of the samples was performed with inductively coupled plasma-mass spectrometer (ICP-MS), x-ray diffractometer (XRD), optical microscope and scanning electron microscope (SEM)
Improvement of glass forming ability of cobalt based Co43Fe20Ta5.5B31.5 bulk metallic glass
Full text linkCo43Fe20Ta5.5B31.5 metalik cam alaşımı oldukça yüksek basma dayanımına (5.2GPa) sahiptir. Ancak bu alaşımın kritik döküm kalınlığı sadece 2 mm dir. Ayrıca kullanılan hammadde ve üretim aşamaları düşünüldüğünde üretim maliyeti yüksek bir malzemedir. Bundan dolayı alaşımın endüstriyel alanda kullanılabilmesi için alaşımın kritik döküm kalınlığının mutlaka artırılması ve üretim maliyetlerinin düşürülmesi gerekmektedir. Bunun için bu çalışmada alaşımın maliyetini düşürmek için kobalt miktarı azaltılarak demir miktarı artırılmış ve alaşımın camlaşma kabiliyetinin artırılması içinde niobiyum katkısı yapılmıştır.Co43Fe20Ta5.5B31.5 is one of the bulk metallic glass alloys which has the highest fracture strength (5185 MPa) that has been reported so far. However, this alloy has limited critical casting thickness, which is only 2 mm. Also, raw materials of the alloy are very expensive and production cost is very high. For these reasons, critical casting thickness of this alloy must be increased and production cost must be decreased in order to use it in industrial applications. Therefore, in this study, iron content is increased in order to reduce production cost and niobium is added to increase the critical casting thickness of the alloy
Synthesis of bulk metallic glass systems with high crystallization temperature
No full textMetalik cam alaşımları sahip oldukları üstün mekanik özelliklerini kristallenme sıcaklıklarına kadar korurlar. Yüksek sıcaklık uygulamalarında, yüksek mekanik dayanıma sahip malzemelerin gereksinimi yüksek kristallenme sıcaklığına sahip iri hacimli metalik camların önemini arttırmaktadır. Yüksek kristallenme sıcaklıklarına sahip metalik camların üretimi için ergime sıcaklıkları yüksek olan refrakter elementlerin alaşımın bünyesinde bulunması gerekmektedir. Literatürdeki çalışmalar incelendiğinde yüksek kristallenme sıcaklıklarına ve yüksek sertlik değerlerine sahip çok sayıda metalik cam alaşımlarının geliştirilmiş olduğu görülür. Ancak bu alaşımların kristallenme sıcaklıklarının yanı sıra likidus sıcaklıkları da yüksektir, bu yüzden de camlaşma kabiliyetleri oldukça düşüktür. Düşük camlaşma kabiliyetleri bu alaşımların kullanımını oldukça kısıtlamaktadır. Ayrıca söz konusu alaşımlar içerdikleri Ru, Os, Rh, Ir ve Re gibi elementlerden dolayı oldukça yüksek maliyetli olmaktadırlar. Bu tez çalışmasının amacı nispeten daha düşük maliyetli, yüksek kristalizasyon sıcaklığına ve yüksek camlaşma kabiliyetine sahip iri hacimli metalik cam alaşımlarının geliştirilmesidir.Metallic glass alloys retain their superior mechanical properties up to their crystallization temperatures. In high temperature applications, the need for materials with high mechanical strength increases the importance of bulk metallic glasses with high crystallization temperature. For the production of metallic glasses with high crystallization temperatures, refractory elements with high melting temperatures must be present in the alloy. When the studies in the literature are examined, it is seen that many metallic glass alloys with high crystallization temperatures and high hardness values have been developed. However, these alloys have high liquidus temperatures as well as crystallization temperatures, so their glass forming abilities are quite low. Their low glass forming abilities greatly restrict the use of these alloys. In addition, these alloys are very costly due to the elements they contain such as Ru, Os, Rh, Ir and Re. The objective of this thesis is to develop bulk metallic glass alloys with relatively low cost, high crystallization temperature and high glass forming ability
Development of refractory metal based high entropy bulk metallic glasses
Full text linkBu tez çalışmasında, literatürde bulunan yüksek entropili iri hacimli metalik cam (İHMC) oluşturma parametreleri izlenmiş ve V25Ta12.5Nb12.5Co25Ni25 alaşım kompozisyonu esas alınarak refrakter metal esaslı yüksek entropili iri hacimli metalik cam alaşımlarının tasarlanması ve üretilmesi hedeflenmiştir. V25Ta12.5Nb12.5Co25Ni25 alaşımına refrakter metal içeriği azaltılmak suretiyle molce %10 oranında bor eklenmiştir. Daha sonra alaşımın bor içeriği sabit tutularak, refrakter metal kısmına (V-Ta-Nb) diğer iki refrakter metal olan molibden ve tungsten sistematik bir şekilde çeşitli oranlarda eklenmiş ve sentezlenen alaşımların kritik döküm kalınlıkları incelenmiştir. 1 mm kesit kalınlığında amorf olarak elde edilen V8.75Ta8.75Mo8.75W8.75Co27.5Ni27.5B10, V8.75Nb8.75Mo8.75W8.75Co27.5Ni27.5B10 ve V7Nb7Mo7W7Ta7Co27.5Ni27.5B10 alaşımları 1.5 mm kesit kalınlığında dökülerek yapısal ve mikroyapısal açıdan incelenmiştir. Camlaşma kabiliyeti en yüksek olan V8.75Ta8.75Mo8.75W8.75Co27.5Ni27.5B10 alaşımı seçilmiş ve bu alaşıma kobalt ve nikel içinde oldukça yüksek çözünürlüğe sahip olan mangan katkısı yapılmıştır. Geliştirilen refrakter metal esaslı yüksek entropili metalik cam alaşımlarının termal özellikleri (cam geçiş sıcaklığı, kristalizasyon sıcaklığı ve likidüs sıcaklığı) ile cam oluşturma kabiliyetleri, yüksek entropili cam oluşturma parametreleri, mikrosertlik ve mikroyapı özellikleri, yüksek sıcaklık oksidasyon direnci gibi özellikleri incelenmiştir.In this thesis, the high-entropy bulk metallic glass formation parameters given in the literature were followed and it was aimed to design and produce refractory metal based high entropy bulk metallic glass alloys based on the V25Ta12.5Nb12.5Co25Ni25 alloy composition. 10 at. % boron was added to V25Ta12.5Nb12.5Co25Ni25 alloy by reducing the refractory metal content. Then, keeping the boron content of the alloy constant, the other two refractory metals molybdenum and tungsten were systematically added to the refractory metal part (V-Ta-Nb) of the alloy in various amounts and the critical casting thicknesses of the synthesized alloys were investigated. The V8.75Ta8.75Mo8.75W8.75Co27.5Ni27.5B10, V8.75Nb8.75Mo8.75W8.75Co27.5Ni27.5B10 and V7Nb7Mo7W7Ta7Co27.5Ni27.5B10 alloys obtained as amorphous at 1 mm casting thickness were cast in 1.5 mm casting thickness and examined in terms of structural and microstructural aspects. The V8.75Ta8.75Mo8.75W8.75Co27.5Ni27.5B10 alloy, which has the highest glass forming ability, was selected, and manganese, which has a very high solubility in cobalt and nickel, was added to this alloy. Thermal properties (glass transition temperature, crystallization temperature and liquidus temperature) and glass forming abilities, high entropy glass forming parameters, microhardness and microstructural properties, and high temperature oxidation resistance of the refractory metal-based high entropy metallic glass alloys developed were investigated
- …
