Deformasyon yaşlanmasının AA7075 Alüminyum Alaşımının Mekanik Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi

Benzer belgeler
ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

ÇÖKELME SERTLEŞMESİ (YAŞLANMA) DENEYİ

Dubleks Paslanmaz Çeliklerin Statik Yaşlanma Davranışları

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ HOŞGELDİNİZ

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

ALUMİNYUM ALA IMLARI

2xx SERİSİ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA Ag İLAVESİNİN MUKAVEMETE ETKİSİ

Al-Cu Alaşımlarında Porozite ve Mikroyapının Yaşlandırma Üzerine Etkisi

Retrogresyon İşleminin 7075 Alüminyum Alaşımının Aşınma Davranışına Etkisi

ALÜMİNYUM T6 ISIL İŞLEMİ İÇİN GELİŞTİRİLEN SEPET TASARIMI İLE ZAMAN VE ENERJİ TASARRUFU SAĞLANMASI

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ AŞIRI PLASTİK DEFORMASYON METOTLARININ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

FARKLI ISIL İŞLEM KOŞULLARINDAKİ 2024 ALUMİNYUM ALAŞIMLARININ KOROZYON SONRASI MEKANİK ÖZELLİKLERİNDEKİ KAYBIN BELİRLENMESİ

RRA işleminin 7075 alaşımının mekanik özelliklerine etkisi

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

ELASTİK PLASTİK. İstanbul Üniversitesi

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

AlSi7Mg DÖKÜM ALAŞIMINDA T6 ISIL İŞLEM DEĞERLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. Onur GÜVEN, Doğan ALPDORUK, Şükrü IRMAK

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 6 Sayı: 2 s Mayıs 2004

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

INVESTIGATION OF AA 2024 ALUMINUM ALLOY WITH NATURAL AGİNG METHOD OF MECHANICAL PROPERTIES

Al-Mg ALAŞIMLARINDA Mg ORANININ YORULMA DAYANIMINA ETKİSİ

Emre Yalçın (Odöksan ELBA) 7.Oturum: Süreçler ve Kontrol 7th Session: Process and Control

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

AA2014 ALÜMİNYUM ALAŞIMI INGOTUN İÇYAPISINA HOMOJENİZASYON SICAKLIĞININ ETKİSİ

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

YÜKSEK KARBONLU ÇELİKLERE SU VERME İŞLEMİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

DUAL FAZLI ÇELİKLERDE MARTENZİT VE YÜKLEME HIZININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Sürünme, eğme ve burma deneyleri

MALZEME BİLGİSİ DERS 11 DR. FATİH AY.

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

Alümiyum Şekillendirme Teknolojileri

MUKAVEMET ARTIRICI İŞLEMLER

AA 5754 Alüminyum Alaşımının Robot (MIG) Kaynağı ile Birleştirilmesi ve Mikroyapısının İncelenmesi

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

ÇEKME DENEYİ. Şekil. a) Çekme Deneyi makinesi, b) Deney esnasında deney numunesinin aldığı şekiler

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

AN INVESTIGATION ON THE PRODUCIBILITY OF TRAIN WHEELS BY CASTING METHOD


Faz Dönüşümleri ve Faz (Denge) Diyagramları

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 3 Sayı: 3 sh Ekim 2001

Yoğun Düşük sürünme direnci Düşük/orta korozyon direnci. Elektrik ve termal iletken İyi mukavemet ve süneklik Yüksek tokluk Magnetik Metaller

1070-Al99,7. Kimyasal Kompozisyon (%) Kesme Dayanımı( kaynak yük yönünde) Uluslararası Standartlar. Ek bilgiler. Mekanik Dayanım. Kaynak Pozisyonları

THE EFFECT OF STATIC STRAIN AGEING ON MECHANICAL PROPERTIES OF FERRITIC STAINLESS

İnce ve Kalın Kesitli SiMo Küresel Dökme Demirlerin, Isıl İşlem Öncesinde ve Sonrasında Mikroyapı ve Mekanik Özellikleri

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

AlCu4Ti Alaşımın Farklı Döküm Sıcaklıklarında Döküm Kalitesi ile Yaşlandırma Arasındaki İlişkinin İncelenmesi

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi Araştırma Makalesi

ISIL İŞLEM VE YAŞLANDIRMA PARAMETRELERİNİN Al-Cu-Mg TOZ METALURJİSİ ALAŞIMINA ETKİLERİ

MALZEME BİLİMİ. Mekanik Özellikler ve Davranışlar. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR. (DERS NOTLARı) Bölüm 5.

LABORATUAR DENEY ESASLARI VE KURALLARI

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI İLE BİRLEŞTİRİLMİŞ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İSTATİSTİKSEL OLARAK İNCELENMESİ

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

DĐRENÇ NOKTA KAYNAK ELEKTRODU ÖMRÜNÜN DENEYSEL ANALĐZĐ

3. MALZEME PROFİLLERİ (MATERİALS PROFİLES) 3.1. METAL VE ALAŞIMLAR. Karbon çelikleri (carbon steels)

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

DENEYİN ADI: Çeliklerin Isıl İşlemi. AMACI: Çeliklerde ısıl işlem yoluyla mikroyapı ve mekanik özelliklerin değişiminin öğretilmesi.

DUBLEKS PASLANMAZ ÇELİKLERDE OLUŞAN YÜKSEK SICAKLIK FAZLARINA GENEL BİR BAKIŞ

7075 SERĠSĠ ALAġIMLARIN GENEL ÜRETĠM YÖNTEMLERĠ

İNTERMETALİK MALZEMELER. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR (DERS NOTLARI-4)

ÇİFT FAZLI ÇELİKLERDE MARTENZİT MORFOLOJİSİNİN STATİK DEFORMASYON YAŞLANMA DAVRANIŞI ÜZERİNE ETKİSİ

İKİZ MERDANELİ SÜREKLİ DÖKÜM TEKNİĞİ İLE AA5754 MALZEME ÜRETİMİ. Koray TURBALIOĞLU

2-C- BAKIR VE ALAŞIMLARININ ISIL İŞLEMLERİ 2-C-3 MARTENSİTİK SU VERME(*)

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY.

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

Yüksek Sıcaklık Sonrası Farklı Sınıflardaki Betonarme Çeliklerinin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

AA2014 ALÜMINYUM ALAŞIMI INGOTUN İÇYAPİSİNA HOMOJENIZASYON SİCAKLİĞINİN ETKISI

1. AMAÇ Çeliklerde ısıl işlem yoluyla mikroyapı ve mekanik özelliklerin değişiminin incelenmesi

T.C. KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ M-220 ÇEKME DENEYİ

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 11 Yüksek sıcaklığa dayanıklı çelikler. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

Malzemeler yapılarının içerisinde, belli oranlarda farklı atomları çözebilirler. Bu durum katı çözeltiler olarak adlandırılır.

Sürünme ; Yüksek sıcaklıklara dayanıklı malzemelerde görülen hasar dır. Yük veya gerilme altında zamanla meydana gelen plastik deformasyona sürünme

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan

Faz ( denge) diyagramları

ALÜMİNYUM ISIL İŞLEMİNDE SU VERME UYGULAMALARI VE KALINTI GERİLİME ETKİSİ

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS)

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ (YAŞLANDIRMA) DENEYİ

BAKIR ALAŞIMLARI. Prof. Dr. Ramazan YILMAZ & Yrd. Doç. Dr. Zafer BARLAS

Chapter 9: Faz Diyagramları

ÇİNKO ALAŞIMLARI :34 1

INVESTIGATION OF WEAR PROPERTIES OF A Cu-Cr-Zr ALLOY

Al-7Si-0,3Mg Alaşımında Soğuma Hızının Poroziteye Etkisi

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

DARBE DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Metalik Malzemelerin Darbe Deneyi

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ ve MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ METALİK MALZEMELERİN DARBE DENEY FÖYÜ. Arş. Gör.

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 10 Yüksek mukavemetli yapı çelikleri. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

Kaynaklı Birleştirmelere Uygulanan Tahribatlı Deneyler

Al-Mg-Si ALAŞIMLARININ BOYA SONRASI MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Transkript:

6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS 11), 16-18 May 2011, Elazığ, Turkey Deformasyon yaşlanmasının AA7075 Alüminyum Alaşımının Mekanik Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi K.Güleryüz 1, R. Kaçar 1 1 Karabuk Üniversitesi, rkacar@karabuk.edu.tr Effect Of Deformation Ageing In The Mechanical Properties Of AA 7075 Aluminium Alloy Abstract In this study, the artificial ageing behavior (deformation ageing) of AA7075 Al-alloy is investigated. A certain part of the aluminum test pieces obtained commercially as T6 heat treated was solution heat treated at 480 o C for 2 hours, then quenched in water. Test samples were strained for 8% in tension shortly after the solution heat treatment then aged at 140 o C 0.5, 1, 2, 4 6, 8, 10, 12, 24, 36, 48, 72 and 96 hours in a furnace. In order to determine an effect of deformation ageing in the mechanical properties of aluminum alloys, the effect of ageing time on the ultimate tensile strength, yield strength, % elongation fracture and hardness were investigated in detail. The relationship between ageing and microstructure was also evaluated. During the deformation ageing, the ultimate tensile strength, yield strength, and hardness increased but, the % elongation fracture tendency decreasing at optimum ageing time. As a conclusion, the obtained findings show that deformation ageing has improved the mechanical properties of the 7075 series Al-alloy. Keywords AA7075, deformation ageing, mechanical properties, microstructure A I. GİRİŞ LÜMİNYUM alaşımlarından 7xxx serisi, genellikle düşük yoğunluk, yüksek dayanım, süneklik, tokluk ve yorulmaya karşı direncinden dolayı yapısal uygulamalarda, uzay ve havacılık sanayinde yaygın olarak kullanılan malzemedir[1-2]. Alüminyumun sertlik, çekme ve akma mukavemetlerini artırmak amacıyla Cu, Zn, Mg gibi elementlerle yaptığı alaşımlar diğer özelliklerinden ziyade mukavemetinin ön plana çıktığı taşıyıcı profiller ve konstrüksiyonlarda kullanılır[3]. Alüminyum alaşımlarının mukavemetini artırılması amacıyla yapılan ısıl işlemler; çözeltiye alma; fazların çözülmesi (katı çözeltinin oluşturulması), su verme; aşırı doymuş yapının oluşturulması, yaşlanma; çözünen atomların oda sıcaklığında veya daha yüksek sıcaklılarda çökelmesi (çökelme sertleşmesi) olmak üzere üç basamaktan oluşur [4]. Çökelme sertleşmesi işlemi genel olarak kullanım sıcaklığında, termodinamik denge halinde en az iki fazlı yapıdayken, hızlı soğutmak sureti ile denge yapısı fazların oluşumuna fırsat verilmeyerek, tek fazlı yarı kararlı (aşırı doymuş katı eriyik) yapıya dönüştürülebilen alaşımlara uygulanabilir [5-8]. 7075 alüminyum alaşımları Al-Zn-Mg-Cu ihtiva etmesi sebebiyle farklı ısıl işlemlere maruz bırakılarak mekanik özellikleri iyileştirilerek ticari olarak kullanıma sunulmuştur. Mukavemeti artırılan bu alüminyum alaşımı serisi endüstriyel kullanımda herhangi bir termal etkiye maruz kaldığında mekanik özelliklerindeki bu kayıp, bu malzemeye deformasyon yaşlanması uygulanarak giderilebilir [9-11]. Bu çalışmada T6 ısıl işlemi uygulanmış halde ticari olarak temin edilen alüminyum alaşımının mekanik özelliklerine deformasyon yaşlanmasının etkisi belirlenmiş ve mekanik özellik mikroyapı arasındaki ilişki irdelenmiştir. II. DENEYSEL ÇALIŞMALAR Deneysel çalışmada; T6 ısıl işlemi uygulanmış ticari olarak temin edilen 7075 alüminyum levha malzeme kullanılmıştır. Malzemenin kimyasal bileşimi % ağırlık olarak Tablo 1 de verilmiştir. AA 7075 kalite 10 mm lik levha malzemeden TS 138 standardına göre çekme numuneleri işlenerek test için hazır hale getirilmiştir. Çekme deney numunesinin görüntüsü Şekil 1 de, boyutları Şekil 2 de gösterilmiştir. Tablo 1: AA 7075 kalite alüminyumun kimyasal bileşimi (% ağırlık). Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti 0,0567 0,2763 1,4024 0,0108 2.3800 0,2009 6,0294 0,0778 B Na Ca Ni Pb I Sn Co 0,0007 0.0018 0,0052 0,0027 0,0015 0,0002 0,00023 0,00035 V Sb Sr Be Hg Zr Bi Al 0,0013 0,0007 0,00001 0,00072 0,00056 0.00078 0,0002 89,5 147

Çekme Dayanımı (N/mm 2 ) K. Güleryüz, R.Kaçar Şekil 1: Çekme deney numunesi görüntüsü gerçekleştirilmiştir. Yaşlandırma numunelerinin metalografik olarak incelemek için klasik metalografi yöntemi ile hazırlanan numuneler 95 ml saf su içine 1.5 ml HNO 3, 1,5 ml HCL, 1ml HF asitleri kullanılarak oluşan Keller çözeltisi ile 2 dakika dağlanmıştır. Numunelerin mikroyapı ve çekme test numunelerinin kırılma yüzeyleri incelemelerinde ayrıca JEOL JSM 6060LV marka Taramalı elektron mikroskobundan (SEM) ve EDS analiz sisteminden yararlanılmıştır. III. DENEYSEL SONUÇLAR VE İRDELENMESİ Şekil 2: Çekme deney numunesi boyutları A. Solüsyona Alma Isıl İşlemi Tornada işlenerek hazırlanan numuneler, T6 ısıl işlem uygulanmış şekliyle test edilecekler haricinde (3 adet), 480 o C sıcaklıkta fırında 2 saat bekletilerek solüsyona alma ısıl işlemi uygulanmıştır. Numuneler 2 saatin sonunda oda sıcaklığındaki suda soğutulmuştur. B. Öndeformasyon İşlemi Bir set deney numunesi (3 adet) solüsyona alınmış şekliyle test edilebilmesi amacıyla ayrılırken, solüsyona alma ısıl işleminden sonra farklı sürelerde yaşlandırılacak olan diğer numunelere 50 KN kapasiteli çekme test cihazında 5mm/dak çekme hızında %8 öndeformasyon işlemi uygulanmıştır. C. Yaşlandırma Isıl İşlemi %8 öndeformasyon işlemi uygulanmış numuneler, 3 erli gruplandırılarak 140 o C de 0,5, 1, 2, 4, 6, 8, 10,12, 24, 36, 48, 72, 96 saat fırında bekletilerek statik yaşlanma işlemi uygulanmıştır. Fırından çıkarılan numuneler hava akımı olmayan bir ortamda oda sıcaklığında soğumaya bırakılmış ve çekme testine kadar buzdolabında muhafaza edilmiştir. D. Çekme Deneyinin Uygulanması T6 ısıl işlem uygulanmış şekliyle ana malzeme, solüsyona alınmış ancak yaşlandırma işlemi uygulanmamış deney numuneleri ve 140 o C sıcaklıkta farklı sürelerde (0.5-96 saat) yaşlandırılan çekme deney numunelerinin her parametresi için 3 er adet numene 50KN kapasiteli çekme test cihazında 5mm/dak çekme hızında koparılarak gerilim-uzama diyagramları elde edilmiştir. E. Sertlik Ölçümü ve Mikroyapı İncelemesi Ana malzeme, solüsyona alma ısıl işlemi uygulanmış malzeme ve yaşlandırılan numunelerinin sertlik ölçümlerinin yapılabilmesi için çekme deney numunelerinden diskotom kesme cihazı kullanılarak kesilmiştir. Kesme işlemi sırasında numunelerin meydana gelen ısıdan etkilenmemesi amacıyla su + %10 bor yağı karışımı kullanılmıştır. Yüzeyleri temizlenen numunelerin sertlik ölçümleri Vickers sertlik ölçüm cihazında yapılmıştır. Deney işlemi sırasında elmas piramit uca 5 kg yük uygulanmıştır. Malzemelerin sertliğini belirlemek amacıyla numune üzerinde 5 ölçüm yapılarak ortalamaları alınmıştır. Yaşlandırılan numunelerin mekanik özellik mikroyapı ilişkilerinin irdelenmesi amacıyla metalografik incelemeleri Çalışmanın amacı daha önce belirtildiği gibi deformasyon yaşlanmasının AA7075 alaşımının mekanik özelliklerine etkisinin araştırılmasıdır. Bu amaçla; AA7075 alaşımı 480 o C sıcaklıkta 2 saat solüsyona alma ısıl işlemi uygulanarak suda soğutulmuştur. Soğutulan numuneler %8 öndeforme edildikten sonra 140 o C farklı zaman aralıklarında statik yaşlandırma işlemine tabi tutulmuştur. T6 ısıl işlem uygulanmış şekliyle ana malzeme, solüsyona alınmış malzeme ve yaşlandırılan malzemelere çekme deneyi uygulanarak gerilim uzama diyagramı elde edilmiştir. Gerilim-uzama eğrilerinden yararlanarak yaşlandırma zamanının maksimum çekme, akma dayanımı, % kopma uzamasına etkisi araştırılmış sonuçlar grafiksel olarak sırasıyla Şekil 3-5 de gösterilmiştir. Şekil 3 den görüldüğü gibi ana malzemenin çekme dayanımı 617 N/mm 2 olarak bulunmuştur. Solüsyona alınıp suda soğutulan malzemenin çekme dayanımının 412 N/mm 2 düştüğü görülmektedir. Ana malzemeye göre solüsyona alınan malzemenin çekme dayanımının düşmesinin nedeni ana malzemenin piyasadan T6 ısıl işlemi ile sertleştirilmiş şekilde temin edilmesinden dolayıdır. 650 625 600 575 550 525 500 475 450 425 400 375 350 325 300 275 250 225 200 175 Ana malzeme Solüsyona alınmış Suda Soğutulmuş Çekme -30-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Şekil 3: Maksimum çekme dayanımı ile yaşlandırma zamanı arasındaki ilişki % 8 öndeforme edilen 140 o C sıcaklıkta farklı sürelerde yaşlandırılan numunelerin yaşlanmaya bağlı olarak maksimum çekme dayanımları tekrar artış görülmektedir. Maksimum çekme dayanımı 12 saat yaşlandırılan numunede 601 N/mm 2 olarak elde edilmiştir. Bunun nedeni ise; aşırı doymuş katı çözelti içerisinde çözünmüş halde bulunan ikincil fazların sıcaklığın ve zamanın etkisiyle yarı kararlı bir faz olarak çökelmesidir. Birçok araştırmacı alüminyum alaşımlarında çökelme sürecini şöyle özetlemiştir [12-13]. 148

% Kopma uzama Akma dayanımı (N/mm 2 ) Deformasyon yaşlanmasının AA7075 Alüminyum Alaşımının Mekanik Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi 500 450 400 350 300 250 200 100 50 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Akma dayanımı Şekil 4: akma dayanımı ile yaşlandırma zamanı arasındaki ilişki 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Solüsyona alınmış Ana malzeme -30-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % kopma uzama Çekme dayanımındaki azalma aşırı yaşlanmanın başladığına işaret etmektedir. Şekil 4 den görüldüğü gibi akma dayanımı ile yaşlandırma zamanı arasındaki ilişkide belirlenmiştir. Grafikten görüldüğü gibi akma dayanımı eğrisi yaşlandırma zamanına bağlı olarak maksimum çekme eğrisi ile paralellik arz etmektedir. Artan yaşlandırma zamanına bağlı olarak numunelerin akma dayanımı 12 saat yaşlandırma zamanında maksimum değerine ulaşarak yaklaşık 315 N/mm 2 bulunmuştur. Daha sonraki yaşlanma sürelerinde aşırı yaşlanmaya bağlı olarak akma dayanımında bir düşme tespit edilmiştir. Ayrıca çalışmada % kopma uzaması ile yaşlandırma zamanı arasındaki ilişkide belirlenmiştir (Şekil 5). Şekilden görüldüğü gibi solüsyona alma ısıl işleminden sonra suda soğutulan numunelerin % kopma uzamasında bir artış görülürken % 8 öndeformasyon işleminden sonra farklı zaman aralıklarında yaşlandırılan numunelerin kopma uzamalarında 12 saate kadar genel eğilim azalma yönündedir. Artan yaşlanma zamanına bağlı olarak aşırı yaşlanma evresinde numunelerin kopma uzama miktarlarında eğilim artış yönünde olduğu tespit edilmiştir. Çekme deney numunelerinin kırılma yüzeyleri SEM mikroskobunda incelenmiştir. T6 ısıl işlem görmüş şekliyle ana malzemenin, solüsyona alınıp suda soğutulan numunenin, 140 o C sıcaklıkta 2, 12 ve 96 saat yaşlandırılan numunelerin kırılma yüzeyleri sırasıyla Şekil 6 a, b, c, d ve e de gösterilmiştir. Şekil 6 da T6 ısıl işlemi uygulanmış şekliyle ana malzemenin kırılma yüzeyi beklenildiği gibi yarı gevrek yarı sünek kırılma davranışı sergilediği görülmektedir. Solüsyona alma ısıl işlemi uygulandıktan sonra suda soğutulan numunelerin kırılma yüzeyleri incelendiğinde T6 ısıl işleminin etkilerinin suda soğutulan numunede kaybolduğu kırılma yüzeyinde oluşan girinti ve çıkıntılardan anlaşılmaktadır. Şekil 5: % kopma uzaması ile yaşlandırma zamanı arasındaki ilişki % 8 öndeforme edilen 140 o C sıcaklıkta farklı sürelerde yaşlandırılan numunelerin yaşlanmaya bağlı olarak maksimum çekme dayanımları tekrar artış görülmektedir. Maksimum çekme dayanımı 12 saat yaşlandırılan numunede 601 N/mm 2 olarak elde edilmiştir. Bunun nedeni ise; aşırı doymuş katı çözelti içerisinde çözünmüş halde bulunan ikincil fazların sıcaklığın ve zamanın etkisiyle yarı kararlı bir faz olarak çökelmesidir. Birçok araştırmacı alüminyum alaşımlarında çökelme sürecini şöyle özetlemiştir [12-13]. Katı eriyik GP zonları yarıkararlı ή fazı kararlı η fazıdır (MgZn 2 ). Düşük yaşlandırma zamanında dayanım artışının sebebi olarak GP zonları etkili olurken, maksimum dayanım artışı yarı kararlı ή fazından ve aşırı yaşlanma sürecindeki dayanım düşüşü ise kararlı η fazından ileri geldiği düşünülmektedir [14]. Deney sonucuna göre 12 saatten sonraki yaşlandırma zamanlarında çekme dayanımının azaldığı görülmektedir. a) b) 149

Sertlik (HV 5 ) K. Güleryüz, R.Kaçar c) 240 230 220 210 200 190 180 170 160 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 Ana malzeme Solüsyona alınmış -30-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Sertlik Şekil 7: Sertlik ile yaşlandırma zamanı arasındaki ilişki d) e) Şekil 6: Çekme numunesi kırılma yüzeyi; a) ana malzeme, b) solüsyona alma ısıl işlemi uygulanmış suda soğutulan numune, c) %8 öndeforme edilip 140 0 C de 2 saat yaşlandırılan d) 12 saat yaşlandırılan e) 96 saat yaşlandırılan numune % 8 öndeformasyondan sonra 140 o C sıcaklıkta 2, 12 ve 96 saat aralığında yaşlandırma işlemi uygulanmış numunelerin kırılma yüzeyleri incelendiğinde 12 saat yaşlandırmaya tabi tutulan numunenin daha düzlemsel karışık (sünek-gevrek) tip bir kırılma davranışı sergilediği görülmektedir. 12 saat yaşlandırma zamanında numunede genel eğilim olarak % kopma uzaması miktarının düşük bulunması da bu tezi desteklemektedir. Diğer bir ifadeyle yaşlandırma sıcaklığına ve zamanına bağlı olarak oluşan ana kafes yapısıyla bağdaşık yarı kararlı ή fazı dislokasyonlarla etkileşerek mukavemet artışına sebep olmaktadır. En yüksek mukavemet artışı da 12 saat yaşlandırma zamanında bulunması bunu desteklemektedir. 96 saat yaşlandırma zamanında kırılma yüzeylerinin daha girintili çıkıntılı yüzeylerden oluştuğu görülmektedir. % kopma uzamasının artış eğilimi de kırılma yüzeyleri ile uyum içerisindedir. Artan yaşlanma zamanına bağlı olarak numunelerin aşırı yaşlandığına işaret etmektedir. Çalışmada ayrıca yaşlandırma zamanı ile sertlik arasındaki ilişkide araştırılmış sonuçlar grafiksel olarak Şekil 7 de gösterilmiştir. Şekil 7 de gösterildiği gibi ana malzemenin ticari haliyle T6 ısıl işlemi görmesinden dolayı sertliği 199 HV 5 olarak ölçülmüştür. Solüsyona alındıktan sonra suda soğutulan numunenin sertliği 97 HV 5 olarak ölçülmüştür. Sertliğin düşme nedeninin T6 ısıl işlem durumunun giderilmesi olarak düşünülmektedir. Şekil 3, 4, 5 ve 7 den görüldüğü gibi 480 o C sıcaklıkta 2 saat süre ile solüsyona alma ısıl işleminden sonra maksimum çekme dayanımı, akma dayanımı ve sertliğinde azalma tespit edilmiştir. Bu durum beta atomlarınca zengin alfa katı eriyiğin oluştuğunun göstergesidir. Solüsyona alınıp suda soğutulan 140 o C de yaşlandırma sıcaklığında bekletilen numunelerin 12 saat e kadar yaşlandırma zamanında numunelerin sertliği artmaktadır. Maksimum değere 12 saat yaşlandırma zamanında ulaşılmış ve yaklaşık 220 HV 5 olarak ölçülmüştür. Sonuçlar yaşlanma zamanına bağlı olarak düşük yaşlandırma zamanında beta atomlarınca zengin alfa katı eriyiğinde boşluklar kümelenerek (vacancy rich cluster) GP zonlarını oluşturduğunu bunlarında kafes yapısını çarpıtarak dislokasyon hareketini engellediği böylece sertlik ve mukavemet artışı meydana getirdiğine işaret etmektedir. Chen ve diğerlerinin yaptığı bir çalışmada GP zonlarının farklı yapıda GP1 ve GP2 olmak üzere iki çeşit olduğunu genellikle oda sıcaklığında veya yapay yaşlandırmanın ilk safhalarında oluştuğunu ve alaşımların dayanımının artmasına sebep olduğunu ifade etmişlerdir [14]. GP1 zonlarının oda sıcaklığından 140- o C sıcaklık aralığında oluşurken, GP2 zonunun 70 o C sıcaklığının üzerinde meydana geldiğini belirtmişlerdir. Artan yaşlanma zamanı ile birlikte GP1 ve GP2 zonları yarı kararlı ή fazını oluşturarak sertlik artışına ve dislokasyon hareketine engel çıkararak mukavemet artışına neden olduğu düşünülmektedir. Sha ve Cerezo yarı kararlı ή fazı levhalı morfolojisi sebebiyle Al-Zn- Mg (-Cu) alaşımlarının sertliğinin sorumlusu olduğunu rapor etmişlerdir [12]. Yaşlandırma süresi 24 saate çıkarıldığında malzemenin sertliği 206 HV 5 olarak ölçülmüştür. 96 saate çıkan yaşlandırma süresinde ise malzemenin sertliği 148 HV 5 olarak ölçülmüştür. Sonuçlar 12 saate kadar artan yaşlandırma

Deformasyon yaşlanmasının AA7075 Alüminyum Alaşımının Mekanik Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi süresine bağlı olarak sertliğin arttığı, ancak 12 saatten sonraki artan yaşlandırma zamanına bağlı olarak sertlikte azalma meydana geldiğine işaret etmektedir. Bunun nedenin artan yaşlanma zamanına bağlı olarak yarı kararlı ή fazının kararlı η fazını oluşturmasıdır. Çünkü Srivatsan ve Sriram kararlı η fazı (MgZn 2 ) oluşumu alüminyum alaşımlarının dayanımını ve sertliğini düşürdüğünü belirtmişlerdir [15]. Çalışmada yaşlandırılan numunelerin mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. Şekil 8 a ve b de sırasıyla ana malzemenin, solüsyona alınmış ve suda soğutulmuş numunenin mikroyapı görüntüsü gösterilmiştir. b) a) c) Şekil 9: a) 140 o C sıcaklıkta 12 saat yaşlandırılan numune üzerinden alınan noktasal EDS analiz bölgeleri, b) 1 numaralı c) 2 numaralı bölgeden alınan EDS analiz sonucu b) Şekil 8:Al 7075 mikroyapı görüntüsü; a) ana malzemenin b) solüsyona alınan numunenin Şekil 8 a dan görüldüğü gibi T6 ısıl işlem uygulanmış şekliyle ana malzemenin mikroyapısı haddelemeye bağlı olarak oluşan uzun tanelerden meydana gelmektedir. Şekil 8 b) den görüldüğü gibi 480 o C sıcaklıkta iki saat solüsyona alma ısıl işlemine tabi tutulan T6 ısıl işlem görmüş malzemenin mikroyapısının bozulduğu görülmektedir. Yapı beta atomlarınca zengin alfa katı eriyiğinden oluşmaktadır. Çalışmada 140 o C sıcaklıkta 12 saat süre ile yaşlandırılan numune üzerinden (1 numaralı) ve ana malzeme yapısından farklı olduğu düşünülen (2 numaralı) bölgelerinden noktasal EDS analizleri alınmıştır. EDS analizi alınan bölgeleri gösteren mikroyapı görüntüsü ve EDS analiz sonuçları Şekil 9 a, b ve c de sırasıyla gösterilmiştir. a) Şekil 9 da EDS analizini sonuçları değerlendirildiğinde yaşlanmaya bağlı olarak yapı içerisinde bakır ve çinkoca zengin fakat alüminyum ve magnezyum açısından fakir oluşumların meydana geldiğine işaret etmektedir. IV. SONUÇLAR Yapılan çalışmada AA 7075 alaşımı 480 o C sıcaklıkta solüsyona alıp suda soğuttuktan sonra % 8 öndeforme edilerek 140 o C farklı zaman aralıklarında yaşlandırma işleminden sonra elde edilen bulgular aşağıdaki şekilde özetlenebilir; 1- T6 ısıl işlem görmüş şekliyle temin edilen AA7075 alaşımının 480 o C sıcaklıkta 2 saat süre ile solüsyona alma ısıl işleminden sonra maksimum çekme dayanımı, akma dayanımı ve sertliğinde azalma tespit edilmiştir. Bu durum beta atomlarınca zengin alfa katı eriyiğin oluştuğunun göstergesidir. T6 ısıl işleminin sağladığı mukavemet artışı kaybolmuştur. 2- Yaşlandırma işleminde 12 saat yaşlandırma zamanına kadar maksimum çekme, akma dayanımı ve sertlikte artış fakat genel eğilim olarak % kopma uzamasında azalma tespit edilmiştir. 12 saatten 96 saate kadar yaşlandırma zamanında artan yaşlanma süresine bağlı olarak maksimum çekme, akma dayanımında ve sertlikte azalma fakat % kopma uzamasında genel eğilim olarak artış olduğu tespit edilmiştir. 3- Sonuçlar yaşlanma zamanına bağlı olarak düşük yaşlandırma zamanında beta atomlarınca zengin alfa katı eriyiğinde boşluk kümelenmeleri GP zonlarını oluşturduğunu bunlarında kafes yapısını çarpıtarak dislokasyon hareketini engellediği böylece mukavemet artışı meydana getirdiğine işaret etmektedir. Artan yaşlanma zamanı ile birlikte yarı kararlı ή fazı oluşarak dislokasyon hareketinin engellenerek 151

K. Güleryüz, R.Kaçar mukavemet artışına neden olduğu düşünülmektedir. 12 saatten daha uzun süre yaşlandırma işlemine maruz kalmış numunelerdeki mukavemet düşüşünün sebebi de η kararlı faz çökelti (MgZn 2 ) oluşumu ve çökeltilerin irileşerek kabalaşması diğer bir ifadeyle aşırı yaşlanmanın meydana gelmesi gösterilebilir. Sonuç olarak; T6 ısıl işlemi uygulandıktan sonra herhangi bir sebeple termal çevrime maruz kalmış AA7075 alaşımının mekanik özellikleri deformasyon yaşlanması ile iyileştirilebilir. TEŞEKKÜR Bu çalışma sırasında deneysel işlemler süresince emeği geçen Erkan Durgutlu ya teşekkür edilir. KAYNAKLAR [1] K. H. Rendigs, Aluminum structures used in aerospace Status and prospects [J]. Mater Sci Forum, 1997. [2] J. C. Williams, E A. Jr Starke, Progress in structural materials for aerospace systems [J], Acta Mater, 2003. [3] H. Demirci, Malzeme Bilgisi ve Malzeme Muayenesi Seçilmiş Temel Kavramlar ve Endüstriyel Uygulamalar, Alfa Basım Yayın, 2004. [4] www.mmf.gazi.edu.tr/journal/2002_2/1-24.pdf [5] Talsad Yayınları, Türkiye de ve Dünya da Alüminyum (Alüminyumun önemli kullanım yerleri ve alternatif olduğu malzemeler) [6] www3.gazi.edu.tr/,slayt 29. [7] M. Baydoğan, Retregasyon ve Yeniden yaşlandırma uygulanmış 2014 ve 7075 Kalite Alüminyum alaşımlarının Mekanik ve Korozyon özelliklerinin İncelenmesi, Doktora tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 2003. [8] E. Geçkinli, Alüminyum Alaşımlarının Isıl İşlemi, II. Isıl İşlem Sempozyumu, İTÜ, İstanbul, 07-08 Şubat 2002. [9] M, V. Lancker, Metallurgy of Aluminum Alloys, Chapman and Hall [10] G.Waterloo, V. Hansen, J. Gjones, S.R. Skjerworld, Mater. Sci. Eng. A303, 2001. [11] A. Deschmps, F. Livet Y. Brachet, Acta Mater. 47 ss.281, 1999. [12] G. Sha, A. Cerezo, Acta Mater. 52, ss.4503-4516, 2004. [13] D. Wang, D.R. Ni, Z.Y. Ma, Effect of pre-strain and two step aging on microstructure and stress corrosion cracking of 7050 alloy, Materials Science and Engineering A, 494, ss. 360-366, 2008. [14] C. Junzhou, Z. Liang, Y. Shoujie, S. Wenzhu, D. Shenglon,, Investigation of precipitation behavior and related hardening in AA 7055 aluminum alloy, Materials Science and Engineering A, 500, 34-32, 2009. [15] T.S. Srivatson, S. Sriram, Acta Metall Mater, 42, ss 3083-3091, 1994. 152