Sürekli levha döküm tekniğiyle üretilmiş 1XXX-3XXX ve 5XXX alaşımla levhaların mikro yapı karakterizasyon

Abstract

Geleneksel sıcak hadde prosesiyle karşılatırıldığında, twin roll caster teknolojisi oldukça düşük enerji ve çalışan maliyeti sayesinde düz alüminyum hadde ürünleri üretiminde oldukça popüler bir üretim methodu halini almıştır. Twin-roll casting teknolojisi direkt olarak eriyik metalden  10-0,5 mm kalınlığında alüminyum üretilebilmesine olanak sağlar. Ticari twin-roll casterlar genellikle 6 mm kalınlıkta üretilir ve kullanılan döküm alaşımları dar bir katılaşma aralığına sahiptirler. Herne kadar levha üretilmesine rağmen limit çalışma şartlarında çeşitli kusurlar oluşabilmektedir. Twin roll cast prosesiyle başarılı bir alüminyum levha üretiminde asıl uğraş yüksek üretim verimiyle birlikte hem fiziksel hem de mekanik özellikleri de geliştirmektir. Özellikle alaşım, döküm kalınlığı ve hızı, tip mesafesi gibi döküm parametrelerinin dökme levha kalitesi üzerindeki baskın etkilere sahip olduğu literatürde belirtilmektedir. Bu çalışmada alaşım grubuplarının karakteristik olduğu ön görülen döküm parmetleriyle üretilen alüminyum levhaların, alaşıma bağlı olarak mikro yapısal açıdan ürün kalitesindeki değişimler incelenmiştir. Çalışmada Twin-roll casting teknolojisiyle, sırasıyla  5 – 6 – 5 mm kalınlığında üretilmiş farklı ana alaşım elementleri içeren, 5754 (Al-Mg), 3003 (Al-Mn), 1235 (Al-Fe-Si) alaşımlı alüminyum levha döküm örnekleri kullanılmıştır. Örnekler döküm yönü, döküm yönüne dik ve yüzeyden hazırlanmıştır. Örneklerin mekanik özellikleri çekme testiyle, optik mikroskop, SEM ve TEM ile ise başta tane yapıları ve çökelti yapısı, çökeltilerin morfolojisi, boyutları ve dağılımları incelenmiştir. Farklı alaşım içeriklerinin özellikle tane yapısı üzerinde etkileri ve alaşımların katılaşma aralıklarına bağlı olarak da çökelti yapısındaki değişiklikler tesbit edilmiştir. Ayrıca numune yüzeylerinden ve merkezlerinden hazırlanan numunelerden yapılan TEM çalışmalarında dislokasyon yapıları belirlenmiştir. Tüm bulgular eldeki veriler ışığında irdelenmiştir.

When compared to the traditional hot mill process, the relatively low capital cost of twin roll casters, in combination with their lower energy and manning cost, have made twin roll casting an increasingly popular method of producing a wide range of aluminum flat rolled products. As explained above, for aluminum flat-rolled and foil products contiuous casting being more important because it is economic and fast. Twin roll casting can be used to produce aluminum sheet from  10 to 0,5 mm thick drectly from the melt. Commercial twin roll casters are generally limited to aluminum sheet 6 mm thick and to casting alloys with narrow freezing ranges. Athough sheet can be produced, various defects arise which limit the range of operation conditions suitable for commercial exploitation. One of the major challenges for the twin roll casting process to be successful in aluminum sheet production is to improve both the physical and mechanical properties of the sheet while achieving high productivity. In the literature, mentioned that the casting parameters such as alloy, the casting gauge and speed and tip setback effect the metallurgical quality of the cast strip. In this study, the effect of alloy on the micro structural quality investigated from the samples produced twin roll casters with spesific casting parameters for the alloy. In the study, three different alloy, 5754 (Al-Mg), 3003 (Al-Mn) and 1235 (Al-Fe-Si), that were produced with Twin-roll casting prosess as arranged in order 5 – 6 – 5 mm casting thicness were used. Samples were prepared as a longitudial (casting direction), tranverse (prependicular to casting direction) and surface cast samples. Casting mechanical properties were obtained with tension test. The Grain structure and precipitation structure; size, morphology, distribution were observed with the optical and stereo microscope also TEM and SEM. Effect of different alloying elements on grain structure was investigated. Also, effect of solidification range that is related to alloy on precipitation structure was investigated. In addition to this, dislocation structure of surface and center line of samples was investigated with the aid of TEM. After the all inspections, the findings were studied carrefully.