Aluminyumun Mekanik Özelliklerine Ve Aşınma Davranışına Magnezyumun Ve Silisyumun Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, alüminyumun makro ve mikroyapısına, mekanik özelliklerine ve aşınma davranışlarına Silisyum ve Mağnezyumun etkisi incelenmiştir. Metalik kalıba döküm yöntemiyle üretilen saf Al, %1-8 oranları arasında Si içeren Al-Si ve %1-8 oranları arasında Mg içeren Al-Mg alaşımlarına 400 oC de 24 saat homojenizasyon ısıl işlemiyapılmıştır. Bunu takiben alaşımlara 400 oC de %40 oranında sıcak basma.uygulanmıştır. İncelenen alaşımlar makro ve mikro yapısal incelemeler sonrasında sertlik ölçümleri çekme ve aşınma deneylerine tabi tutulmuşlardır.Aşınma deneyleri M2 takım çeliği (metal-metal) ve 180 mesh’lik Al2O3 zımpara (metal-abrasif) üzerinde yapılmıştır.Uygulana abrezif aşınma deneyleri 400C ye çeşitli sıcaklıklarda yapılmıştır. Mikro sertlik ölçümleri silisyum ve mağnezyum bileşim artışına bağlı olarak sertlik değerinin arttığı ve mağnezyumun sertlik arttırma etkisinin silisyumdan daha yüksek olduğunu ortaya çıkarmıştır. Çekme deneyleri ile aluminyuma ilave edilen silisyum ve mağnezyum artışına bağlı olarak çekme ve akma mukavemetlerinin arttığı sünekliliğin ve tokluğun ise düştüğü belirlenmiştir. Mağnezyumun mukavemet arttırma ve sünekliliği düşürme etkisinin silisyuma göre daha yüksektir. Uygulanan Metal-Metal aşınma deneyleri sonucunda Alüminyuma ilave edilen % 2 ye kadar olan Silisyum un adhesive aşınma direnci üzerine belirgin bir etkisinin olmadığı % 2’nin üzerindeki silisyum ilavesinin ise adhesive aşınma direncinin bir miktar düştüğü gözlenmiştir.Alüminyuma ilave edilen mağnezyum ise adhesif aşınma direncini arttırmaktadır. Oda sıcaklığında ve 400°C’ye kadarki yüksek sıcaklıklarda yapılan Metal-Abrasiv aşınma deneyleri sonucunda Al-Si ve Al-Mg alaşılarında alaşım elementi artışına bağıl olarak aşınma direnci artmıştır. Gerek oda gerekse 400 OC ye kadarki yüksek sıcaklıklarda Al-Mg serisi alaşımlar Al-Si serisine nazaran daha yüksek aşınma direnci göstermişlerdir.

In this study, the effects of Mg and Si content on the macro and microstructures, mechanical properties and wear behaviors of aluminum alloys were examined. Pure Al, Al / 1 to 8 wt % Mg and Al /1 to 8 wt % Si produced by die casting were homogenized at 400 oC for 24 hours. After homogenization, alloys were upset about 40 % at 400 oC. After macro and microstructural examinations, alloys were subjected to microhardness measurements, tensile and wear tests. Wear tests were conducted on M2 quality tool steel disc and 180 mesh Al2O3 abrasive grains. Abrasive wear tests were performed in the temperature range from room temperature to 400°C. Microhardness measurements and tensile tests revealed that, addition of Si and Mg increase hardness and strength but decrease ductility and toughness of aluminum alloys. As an alloying element, Mg has more pronounce effect on mechanical properties than Si. The results of metal- metal wear tests revealed that, addition of Si up to 2 wt.% did not cause a significant change in wear resistance, whilst wear resistance decreased with increasing Si for the Si contests higher than 2 wt. %. Addition of Mg caused continuous improvement on metal-metal wear resistance of aluminum alloys. The results of the metal-abrasive wear tests carried out at various temperatures up to 400 oC showed that, addition of Si and Mg increase the abrasion resistance of aluminum alloys. It should be mentioned that wear resistance Al-Mg alloys is higher than that of Al-Si alloys.