LEE- Malzeme Mühendisliği Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/19378

Gözat

Konu "Alüminyum" ile LEE- Malzeme Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma
  • Öge
    SC ilavesinin Al-Cu alaşımlarının mikroyapısı ve mekaniközelliklerine etkisi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-06-15) Gök, Kadir ; Arısoy, Cevat Fahir ; 506201429 ; Malzeme Mühendisliği
    Alüminyum ve alüminyum alaşımları, hafiflikleri ve üstün korozyon dirençleri sayesinde başta otomotiv, havacılık ve savunma sanayii olmak üzere birçok sektörde kullanılmaktadır. Avrupadaki emisyon kurallarının sıkılaşmasıyla beraber özellikle yolcu ve mal taşımacılığında kullanılan araçların (uçak, otomobil, vb.) istenilen emisyon değerlerine ulaşabilmesi için hafiflik kilit bir rol üstlenmiştir. Alüminyum alaşımları bu taleplerden dolayı kullanımı artan ve üzerindeki araştırmaların yoğunlaştığı bir alaşım grubudur. Alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerindeki iyileştirmeler sayesinde gerekli parçaların hafifletilmesi mümkündür, bu durum ile talep edilen hafiflik sağlanarak araçların emisyon kurallarına uyumuna gayret edilmektedir. Bu nedenle mevcut malzemelerin iyileştirilmesi gerekmektedir. Günümüzde endüstride motor parçaları, tekerlekler ve otomobillerdeki bazı yapısal parçalar başta olmak üzere yüksek yük, stres ve yorulma altındaki parçalarda alüminyum alaşımları kullanılmaktadır. Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının daha fazla yerde kullanılabilmesi için mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi şarttır. Mikroyapısal değişiklikler, herhangi bir alaşımın mekanik özelliklerini doğrudan etkileyebilir. Bir döküm alaşımının mikroyapısı genellikle tane incelticiler gibi diğer elementlerin eklenmesiyle değiştirilir. Tane incelticiler, çoğunlukla endüstride alüminyum döküm alaşımlarının mekanik özelliklerini iyileştirmek için kullanılır. Son yıllarda La, Ce, Er, Eu gibi alüminyum döküm alaşımlarında tane inceltici olarak nadir toprak (RE) elementleri kullanılmakta ve test edilmektedir. Skandiyum, alüminyum alaşımlarında nadiren kullanılan ve görülen RE elementlerinden biridir. Bu çalışmada, Al-Cu alaşımları arasında yer alan A206 alaşımına ağrılıkça %0,03, %0,06 ve %0,09 Sc ilavesi ile elde edilen mikroyapısal değişiklikler ve mekanik özellikler endüstride sıklıkla kullanılan Ti tane inceltici ilavesi ile üç farklı ısıl işlem prosedürü altında (döküm hali, T6 ısıl işlemi, T7 ısıl işlemi) incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Tane inceltici ilavesi ile Al-Cu alaşımlarında akma ve çekme mukavemeti hem mikroyapısal değişim sayesinde artar hem de bu alaşımda gözlemlenen ötektik Al2Cu fazının ısıl işlem sonrasında tane içine daha homojen şekilde yayılmasıyla bu mukavemet değerleri maksimum seviyeye çıkmış olur. Bu çalışmadaki amaç ise Sc ilavesinin denemesiyle Ti tane incelticilerine bir alternatif sunmaktır. Yapılan literatür taramasına göre, Sc ilavesinin Al-Cu alaşımlarında tane inceltici etki gösterdiği ortaya konmuştur. Sc ilavesi ile sağlanan tane inceltme etkisi, döküm sıcaklığında halen katı halde bulunan ve alaşımın katılaşması sırasında heterojen katılaşma için uygun çekirdeklenme yüzeyi sağlayan Al3Sc intermetaliği ile elde edilmektedir. Ancak bu intermetalik belirli bir oranın üzerindeki Sc ilavesiyle ortaya çıkar. Ayrıca yine yapılan çalışmalara göre Al-Cu alaşımlarına belirli bir orandan fazla Sc ilave edilmesiye W fazı olarak adlandırılan Al-Cu-Sc bileşiği de gözlemlenebilmektedir. W fazının herhangi bir tane inceltme etkisine sahip olmadığı ortaya konmuştur. Çalışmada mekanik özelliklerin belirlenmesi için çekme testi yapılmıştır. Mikroyapısal değişimi anlamak için de tüm numuneler optik mikroskop ve SEM/EDS ile analiz edilmiştir. Yapılan çalışmaların sonuçlarına göre hem Sc hem de Ti elementlerinin eklenmesiyle A206'nın akma ve çekme mukavemeti arttırılmıştır. Bununla birlikte, Sc ilavesi içeren alaşımlar önemli ölçüde daha fazla uzamaya sahiptir. Metalografik inceleme sonucuna göre çalışmada kullanılan Sc oranlarıya Al3Sc intermetaliği oluşmamıştır, dolayısıyla A206 alaşımında tane inceltme gerçekleşememiştir. Şaşırtıcı bir şekilde hem Sc hem de Ti ilaveli alaşımlarda tane boyutu büyürken, dendritik kol aralıkları 0,03 ve 0,06 Sc ilavesiyle azaltılmıştır. Ayrıca alaşımların soğuma eğrileri çıkarılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre soğuma hızı-tane boyutu ilişkisinde tam bir korelasyon ortaya çıkmıştır. Soğuma eğrilerine göre Sc ilavesiyle A206 alaşımının likidüs, solidüs ve solvüs sıcaklıklarında azalma gözlemlenmiştir. T6 ve T7 ısıl işlemine tabii tutulmuş Sc ilaveli alaşımlarda W fazı gözlemlenmiştir. Gözlemlenen W fazı küresel yapıdadır. Dolayısıyla çok düşük oranlarda eklenen Sc ile ısıl işlem uygulandığı takdirde W fazı ortaya çıkabilir. Sc ilavesinin Al-Cu alaşımlarının mekanik özelliklerine ve mikroyapısal değişimine etkisi halen tam olarak ortaya konulabilmiş değildir. Bu bağlamda yapılan çalışmalar bilim dünyasını aydınlatabilmek için çok önemlidir. Her geçen gün büyüyen alüminyum endüstrisinin gelişimine katkı sağlamak için alüminyum alaşımları üzerine çalışmaların devam etmesi gerekmektedir.