Aşırı plastik deformasyon ve yaşlandırma işlemlerinin bileşik etkisiyle yüksek performanslı cu-cr-zr elektrot malzemesinin geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada; Cu-Cr-Zr alaşımına eş-kanallı açısal ekstrüzyon/basma (EKAE/B) ve yaşlandırma işlemlerinin farklı kombinasyonlarını içeren değişik prosesler uygulandı. Bu kapsamda belirlenen en iyi proses şartlarındaki parametrelerin Cu-Cr-Zr alaşımının; mikroyapı, mekanik, iletkenlik ve termal kararlılık özellikleri üzerindeki etkileri sistematik bir şekilde incelendi. Bu çalışmalarda, elde edilen özelliklerin büyük oranda EKAE rotasına ve EKAE sonrası uygulanan yaşlandırma parametrelerine bağlı olduğu belirlendi. Rota-Bc'nin özellik çıktıları açısından en iyi EKAE rotası olduğu gösterildi. Bu şartlardaki alaşımın en iyi özellik çıktıları veren optimum yaşlanma parametrik aralıklarının sıcaklık ve süre olarak sırasıyla 400-475°C ve 15-240 dk olduğu belirlendi. Genel olarak, uygulanan çok pasolu EKAE işlemi ile mikron altı tane boyutuna sahip ultra-ince tane yapılı (tane boyutu: 150-200nm) ve yüksek dayanımlı (maksimum akma gerilmesi: 670 MPa) Cu-Cr-Zr alaşımı geliştirildi. Ancak sertlik ve mukavemet özelliklerinde sağlanan bu olağan üstü artış, alaşımın süneklik, termal kararlılık ve elektriksel iletkenlik özelliklerini olumsuz etkiledi. Bu olumsuzluk, EKAE sonrası optimum parametrelerde uygulanan yaşlandırma işlemi ile mukavemet düşüşü oluşturulmadan büyük ölçüde giderildi. Nitekim 8Bc EKAE sonrası 450°C'de uygulanan 60 dk'lık yaşlandırma işlemi sonrası Cu-Cr-Zr alaşımının sertlik, akma mukavemet, iletkenlik değerleri sırasıyla 222 Hv, 670 MPa ve %63 IACS olarak ölçüldü. Bu değerler klasik yaşlandırma sonrası elde edilen 165Hv, 240MPa ve 76%IACS değerleri ile karşılaştırıldığında bu çalışma ile sağlanan iyileşme daha iyi anlaşılmaktadır.