Sayısal hesaplama yöntemlerinin şekil hatırlamalı alaşımlarda difüzyonsuz dönüşümlere uygulanması

IV ÖZET Doktora Tezi SAYISAL HESAPLAMA YÖNTEMLERİNİN ŞEKİL HATIRLAMALI ALAŞIMLARDA DİFÜZYONSUZ DÖNÜŞÜMLERE UYGULANMASI Soner ÖZGEN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı 1997, sayfa :xvii+ 145 Şekil hatırlama olayının açıklanmasında temel teşkil eden difüzyonsuz katı-katı faz dönüşümlerinin atomik modelleri, şekil ve hacimce değişebilir bir moleküler dinamik simülasyonu ile incelendi. Bu amaçla; şekil hatırlamalı Ni-%37,5A1, Ni-%50Ti ve Cu- %28Aİ ikili alaşımlarının atomik etkileşmeleri, Lennard- Jones potansiyel enerji fonksiyonu ile temsil edildi. Potansiyel fonksiyonu parametrelerinin belirlenmesinde, teorik yöntemlerin yanısıra optimizasyon yöntemi de kullanıldı. Her bir parametre takımı ile yapılan incelemeler sonucunda, %50 den farklı atomik kompozisyonlu ikili alaşımlar için optimize edilen parametrelerin daha gerçekçi sonuçlar verdiği belirlendi. Optimize parametreler kullanılarak yapılan simülasyon çalışmaları termodinamik ve yapısal bakımdan incelendi. Yapısal analizlerde; atomik konumlar, kısmi çift korelasyon fonksiyonları ve difraksiyon desenleri kullanıldı. Austenit fazın kompozisyonel düzen durumuna bağlı olarak yapılan termodinamik hesaplamalar sonucunda; işgal atomlarının yapı içinde düzenli dağılması halinde alaşımların daha kararlı, daha sert (rijit) ve daha küçük termal genleşmeye, işgal atomlarının kümelenmesi halinde ise kararsız bir yapıya, daha yumuşak ve daha büyük termal genleşmeye sahip olduğu belirlendi. Ni-%37,5A1 alaşımının hızlı soğutulmasından sonra difüzyonsuz bir faz dönüşümünün oluştuğu gözlendi. Elde edilen martensit fazının yapısal incelemeleri sonucunda ikizlerime benzeri bir örgü kusuru ile atomik düzlemlerde yığılım kusurlarının bulunduğu belirlendi. Daha sonra, aynı alaşım üzerinde soğutma -ısıtma çevrimi yapıldı ve tersinir difüzyonsuz faz dönüşümünün gerçekleştiği görüldü. Sıcaklık çevrimi içinde, ileri ve geri dönüşüm başlama sıcaklıkları arasında bir histerisiz tespit edildi. Anahtar Kelimeler: Şekil hatırlama olayı, yapısal faz dönüşümleri, potansiyel enerji fonksiyonları, moleküler dinamik simülasyonu, difraksiyon deseni.