HSP metallerin bünye davranışının tam saha yerinde gerinim ölçümleriyle ara ölçek incelemesi

Hegzagonel sıkı paket yapı (HSP) metaller, olağandışı özellikleri nedeniyle araştırma ve endüstri topluluklarından geniş çaplı ilgi görmektedir. HSP metaller arasında, Magnezyum en hafif ve en ilginç olanıdır. Magnezyumun deformasyonunda, mikroyapı ve yükleme koşullarına ağır bağımlılık gösteren ikizlenme mekanizması önemli ölçüde rol alır. Bu çalışmada, malzeme davranışının temel bir anlatımına ulaşmak üzere farklı mikroyapılarda elde edilebilen yaygın bir Magnezyum alaşımı (AZ31) seçilmiş. Bunun için, makroskobik alanlarda kristal çözünürlüğü sağlayan ileri bir dijital imge korelasyonu (DIC) tekniği ile yük altında veri toplanmıştır ve tezin en önemli bilimsel katkıları deneyseldir. Deneylerde hem haddelenmiş hem ekstrüzyonlu numuneler döngüsel yüke tabi tutulmuştur. Çok taneli yapı üzerinde yayılan eşgüdümlü şekil değiştirme desenleri ara ölçekte yüksek çözünürlüklü imge korelasyonu ile ortaya konmaktadır. Basma altında biribirini tetikleyen ani ikizlenme yayılımının oluşturduğu kayma bantları ve bunların ilerlemesi tartışılmış ve ikizlenmenin aksine, ikizlenme tersiniminin neredeyse homojen bir şekilde gerçekleştiği gösterilmiştir. Çekme yükü daha da arttırldığında ise kayma mekanizmaları devreye girmektedir. Numune tekrar basıldığındaysa ikizlenme bantları, sıkılıkları önemli ölçüde azalarak, geri gelmiştir. Tekstür karşılaştırmasında, ekstrüzyonlu numunede haddelenmiş numuneye göre Lüders bantlarının daha düşük gerinim içeriği ile oluştuğu ortaya konmaktadır. Tezde, ikizlenme koordinasyonu ve ikiz tersinimi olgularının basit kristal akma modelleri tarafından ne seviyede öngörülebildiğini incelemek için açık kaynaklı bir çok taneli yapı yazılımı (DAMASK) ele alınmıştır. Numuneler için ikizlenme rejimindeki akma, deneysel sonuçlarda görünen pekleşmesiz eğriden saparak önemli bir pekleşme ile daha erken meydana gelmektedir. Modelin, haddelenmiş numundeki kayma bandı oluşumunu ve her iki mikroyapıda da ikiz tersinimi tahmin etmek için yetersiz olduğu görülmüştür. Dolayısıyla Magnezyum alaşımlarında şekil değiştirmesini gerçekçi bir şekilde öngörmek için daha ileri modeller gerektiği ortaya konmuştur.