Yarı katı şekillendirilmiş AlSi12 alüminyum alaşımında Ag ilavesinin mikroyapıya etkisinin incelenmesi

Benzer belgeler
STUDY ON THE EFFECTS OF THE LENGTH AND ANGLE OF PLATE ON THE MICROSTRUCTURE EVOLUTION BY COOLING SLOPE CASTING

YARI-KATI HALDE ŞEKİLLENDİRİLMİŞ AlSi12 ALAŞIMINDA ÖTEKTİK BÖLGENİN İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

«Tane İnceltme İşleminin İyileştirilmesi ve Alçak Basınçlı Döküm Sistemiyle AlSi5Mg0.3 Alaşımlı Jant Üretimi»

VİBRASYON ALTINDA DÖKÜM YÖNTEMİYLE ÜRETİLMİŞ A380 ALÜMİNYUM ALAŞIMININ ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Çinko-Alüminyum esaslı ZA-12 alaşımının mikroyapı ve darbe dayanımına bor elementinin etkisi

A360 alüminyum ala m na Mg ilavesinin malzeme yap s ndaki sertlik da l m na etkisinin incelenmesi

Yarı-Katı Sıcaklıkta Bekletme Süresinin A357 Alaşımının Tiksotropik Mikroyapısı Üzerine Etkileri

SIMA PROSESİYLE YARI-KATI HALDE KÜRESEL MİKROYAPI OLUŞUMU. İ.Etem SAKLAKOĞLU

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

AA2024 ALÜMİNYUM ALAŞIMININ TİKSOTROPİK YAPISI ÜZERİNE SIMA YÖNTEMİNDEKİ DEFORMASYON ORANININ ETKİSİ

TİKSO-DÖKÜM YÖNTEMİYLE ÜRETİLEN Al2024 ALAŞIMININ MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

Murat ÇOLAK* ve Ramazan KAYIKCI. Sakarya Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Metal Eğitimi Bölümü, 54187, Sakarya

A360 ALUMİNYUM ALAŞIMINDA SIMA PROSESİYLE KÜRESEL TANE OLUŞUMUNUN VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

SIMA prosesiyle üretilmiş ETİAL 180 alüminyum alaşımına eser miktarlarda magnezyum ve kalay ilavesinin etkilerinin incelenmesi

Al-Cu Alaşımlarında Porozite ve Mikroyapının Yaşlandırma Üzerine Etkisi

LM28 Alaşımında Tane İnceltme ve Sr Modifikasyonun Si Morfolojisine Etkisi

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

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

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

AZ91 MAGNEZYUM ALAŞIMININ METALURJİK ÖZELLİKLERİNE KADMİYUM ELEMENTİNİN ETKİSİ

Alüminyum-Silisyum Alaşımlarının Mikroyapısal ve Mekanik Özelliklerinin T6 Isıl İşlemi ile İyileştirilmesi

Kaybolan Köpük Yöntemi Kullanılarak Al-Si Alaşımlarının Akışkanlığının İncelenmesi

Al-7Si-0,3Mg Alaşımında Sr Modifikasyonunun Si morfolojisine ve porozite Üzerine Etkisi

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

2xx SERİSİ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA Ag İLAVESİNİN MUKAVEMETE ETKİSİ

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Prof. Dr. Nurşen (Akbaş) SAKLAKOĞLU

İNSANSIZ HAVA ARAÇLARI MOTOR BLOĞU OLARAK KULLANILABİLECEK ALÜMİNYUM ALAŞIMIN TERCİHİ. Çağlar Yüksel 2. Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul

Retrogresyon İşleminin 7075 Alüminyum Alaşımının Aşınma Davranışına Etkisi

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

Reo-dökümle üretilmiş AA7075 alüminyum alaşımının metalografik incelenmesi Metallographic examination of AA7075 alloy produced by rheocasting

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

AA2014 ALÜMİNYUM ALAŞIMI INGOTUN İÇYAPISINA HOMOJENİZASYON SICAKLIĞININ ETKİSİ

EFFECT OF TIN ON CASTING AND MECHANICAL PROPERTIES OF AZ91 MAGNESIUM ALLOY

Chapter 9: Faz Diyagramları

A356 Alaşımında Katılaşma Hızı ve Sıvı Durumda Bekletme süresinin Mekanik Özellikler Üzerine Etkisi

Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl

AA2024 ALAŞIMINDA SIMA YÖNTEMİ İLE TİKSOTROPİK YAPI ÜRETİMİ ÜZERİNE YENİDEN ISITMA SICAKLIĞININ ETKİSİ

Fiziksel özellikler nelerdir? Mekanik Elektriksel Termal Manyetik Optik

AA2014 ALÜMINYUM ALAŞIMI INGOTUN İÇYAPİSİNA HOMOJENIZASYON SİCAKLİĞINİN ETKISI

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

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

PLAZMA TRANSFER ARK YÖNTEMİYLE FeCr/FeCr+C TOZUNUN DÜŞÜK KARBONLU ÇELİK YÜZEYİNE ALAŞIMLANMASI. Serkan ÖZEL, Bülent KURT, İlyas SOMUNKIRAN

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

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

ÖZGEÇMİŞ. Öğrenim Durumu

İÇECEK KUTULARINA YÖNELİK OLARAK İKİZ MERDANELİ SÜREKLİ DÖKÜM YÖNTEMİ AA 3104 ALÜMİNYUM ALAŞIMININ DÖKÜMÜ VE TERMOMEKANİK PROSESLERİN TASARIMI

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ HOŞGELDİNİZ

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

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

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

«Jant Kolu Arkası Boşluğunun Parametrik Tasarımı ve Optimizasyonu» «Parametric Modelling and Optimization Of The Spoke Back Side Cavity»

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

Doç. Dr. Nurşen (Akbaş) SAKLAKOĞLU

Deformasyon yaşlanmasının AA7075 Alüminyum Alaşımının Mekanik Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi

KROM KATKILI ALUMİNANIN ENJEKSİYON KALIPLAMA İLE ŞEKİLLENDİRİLMESİ

Arş. Gör Mehmet AYVAZ

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

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

1. GİRİŞ. 1.1.Küreleştirme İşlemi

Mert KILINÇ, Göknur BAYRAM. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 06531, ANKARA ÖZET

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi Araştırma Makalesi

SAVUNMA SANAYİİ DENİZALTI MUHAFAZA KUTULARI VE İNTERSEPT SONAR SİSTEM PARÇALARININ YERLİLEŞTİRİLMESİ

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. Basınç Destekli Hacim Yanma Sentezi Yöntemi ile Elde Edilen FeAl ve TiAl Kaplamalar

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY.

Prof.Dr.Muzaffer ZEREN SU ATOMİZASYONU

ALÜMİNYUM GERİ DÖNÜŞÜMÜNDE VERİMLİLİK VE AKIŞKANLIĞIN İNCELENMESİ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ FORD OTOSAN İHSANİYE OTOMOTİV MYO YÜZEY İŞLEMLERİ AR-GE LABORATUVARI

BİR ZA ALAŞIMI DÖKÜMDE YAŞLANDIRMA İŞLEMİNİN MİKROYAPI VE FAZ DÖNÜŞÜMLERİNE ETKİLERİ

INVESTIGATION OF GRAIN REFINING EFFECT OF ALTIB MASTER ALLOY ADDITION ON ETIAL160 CASTING ALLOY

Borlama Süresinin Düşük Karbonlu Mikro Alaşımlı Çeliklerin Sertlik Değerleri Üzerine Etkisi

15 th International Materials Symposium (IMSP 2014) October 2014 Pamukkale University Denizli - Turkey

ÜÇ FARKLI ÇELİĞE KATI BORLAMA İŞLEMİ YAPILMASININ İÇ YAPI VE SERTLİK ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

ALÜMİNYUM DÖKÜMDE MEKANİK ÖZELLİKLERİ ETKİLEYEN PARAMETRELER İÇİN DENEY TASARIMI

Yrd. Doç. Dr. Şeniz R. KUŞHAN AKIN EĞİTİM Doktora, Yüksek Lisans, Lisans, İŞ TECRÜBESİ Yrd. Doç. Dr., Bilimsel Programlar Başuzmanı,

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

MAGNEZYUM MATRİSLİ PARÇACIK TAKVİYELİ KOMPOZİT MALZEMELERDE YAPAY YAŞLANDIRMA ISIL İŞLEMİNİN SERTLİK VE MİKROYAPI ÜZERİNE ETKİSİ

Derin Çekme İşlemi Üzerine Kalıp Geometrisinin Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizi

6XXX EKSTRÜZYON ALAŞIMLARININ ÜRETİMİNDE DÖKÜM FİLTRELERİNDE ALIKONAN KALINTILARIN ANALİZİ

Alüminyum Köpük Üretiminde Ön Sinterleme ve Köpürtme Sıcaklığının Etkisi

Döküm Prensipleri. Yard.Doç.Dr. Derya Dışpınar. İstanbul Üniversitesi

Faz kavramı. Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen ve belirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adı verilir.

DÖKÜM KALĐTESĐNĐN SIKIŞTIRMA DÖKÜM YÖNTEMĐ ĐLE YÜKSELTĐLMESĐ

Alümiyum Şekillendirme Teknolojileri

Casting and Characterization of High Nickel Bronzes Alloyed with Chromium

ASC (ANDALUZİT, SİLİSYUM KARBÜR) VE AZS (ANDALUZİT, ZİRKON, SİLİSYUM KARBÜR) MALZEMELERİN ALKALİ VE AŞINMA DİRENÇLERİNİN İNCELENMESİ

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

Co-Cr-Mo Esaslı Alaşımın Özelliklerine Bazı Metallerin Etkisinin İncelenmesi

Dr. F. Can Akbaşoğlu, Serhat Adışen, Uğur Gürol, Eylem Subaşı (Akmetal) Prof. Dr. S. Can Kurnaz (Sakarya Üni.)

EKSTRÜZYON ÖNCESİ VE SONRASI UYGULANAN ISIL İŞLEMLERİN AA 6063 ALÜMİNYUM ALAŞIMININ MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Dr. Nilay ÇÖMEZ EĞİTİM BİLGİLERİ

Haydar Kahraman a İ. Hayri Keser a Ümit Cöcen a M. Kemal Tozan b ( a Dokuz Eylül Üniversitesi) ( b Çukurova Kimya End. AŞ)

SEMI SOLID METAL CASTING PROCESS TECHNOLOGY FOR MANUFACTURING OF AUTOMOTIVE COMPONENTS

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

TPAO ARAŞTIRMA MERKEZİ

Arda Çetin, Peyman Çelenkoğlu, Burcu Tunç, Ayhan Comart (Ekstra Metal)

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ. Yabancı Dil: 67,50 (YDS-2014) Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Döküm Eğitimi Doktora/S.

Transkript:

Araştırma Makalesi BAUN Fen Bil. Enst. Dergisi, 20(1), 602-611, (2018) DOI: 10.25092/baunfbed.423268 J. BAUN Inst. Sci. Technol., 20(1), 602-611, (2018) Yarı katı şekillendirilmiş AlSi12 alüminyum alaşımında Ag ilavesinin mikroyapıya etkisinin incelenmesi Adnan TÜRKER 1,*, Nurşen SAKLAKOĞLU 2 1 Milli Savunma Üniversitesi Kara Astsb.MYO Makina Böl., Çayırhisar, Balıkesir 2 Celal Bayar Üniversitesi Makina Müh. Böl., Muradiye Kampüsü, Manisa Geliş Tarihi (Recived Date): 06.09.2017 Kabul Tarihi (Accepted Date): 07.02.2018 Özet Bu çalışmanın temel amacı yarı katı halde şekillendirilmiş AlSi12 alaşımına eser miktarda Ag elementi ilavesinin malzemenin mikroyapısına ve mekanik özelliklerine etkilerini ortaya koymaktır. Yarı katı halde şekillendirmenin intermetalik morfolojisi, Si oluşumu ve küresel α-al morfolojileri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu sonucuna varılmıştır. İntermetalikler yarı katı halde şekillendirme esnasında kırılmaktadır. Ayrık Si partikülleri hem yarı katı hem de tikso şekillendirmede gözlenmiştir ve mekanik özelliklere önemli katkısı olmuştur. Anahtar kelimeler: AlSi alaşımları, intermetalik fazlar, mekanik özellikler, Ag ilavesi, yarı katı şekillendirme. Investigation of microstructure effect of Ag addition in Thixo forming AlSi12 aluminum alloy Abstract The main objective of this study is to reveal the effect of the Thixo process on the microstructure and mechanical properties of the AlSi12 alloy with trace amounts of silver. It is concluded that Thixo has an important effect on the morphology of intermetallics and Si formation, as well as globular α-al morphology. The intermetallics have been fractured during thixo. It is believed that the fine distribution of the intermetallics is one mechanism for the improved mechanical properties of Thixo * Adnan TÜRKER, adnanturker2002@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-3959-761x Nurşen SAKLAKOĞLU, nsaklakoglu@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-6651-7542 602

BAUN Fen Bil. Enst. Dergisi, 20(1), 602-611, (2018) alloys. The discrete Si particles have been observed during both isothermal heating and Thixo and have an important effect on mechanical properties. Keywords: AlSi alloys, intermetallic phases, mechanical properties, Ag addition, thixo forming. 1. Giriş Yarı katı halde şekillendirme (Semisolid forming-ssf) metallerin solidüs ve likidüs sıcaklıkları arasında şekillendirilmesi yöntemidir [1,2]. Bu yöntem döküm ve dövme proseslerinin avantajlarını bir araya toplamasıyla bilinmektedir [3,4]. Yarı katı halden katılaşma, tamamen sıvıdan katılaşmaya göre düşük çekme, şeklin net oluşması, prosesin hızlı olması gibi avantajlara sahiptir [5]. Yarı katı halde şekillendirme intermetalik fazların morfolojisini, birincil fazların şekillerini ve boyutlarını etkileyebilmektedir. Bu, poroziteyi ve diğer döküm hatalarını düşürebilmektedir. Böylece alaşımın mekanik özellikleri geliştirilebilmektedir [6]. Tikso şekillendirme (thixoforming), tikso dövme (thixoforging), tikso döküm (thixocasting) gibi farklı uygulamaları bulunan bu yöntemde ortak nokta parçanın bu yöntemle şekillendirilebilmesi için küresel tane yapısına sahip olması gerekliliğidir. Küresel tane yapısı dendritik yapıya göre akışkanlığa daha az direnç göstermektedir. Eğimli soğutma plakasından döküm yöntemi yarı katı halde şekillendirilecek numuneyi üretmek için kullanılan çok basit bir yöntemdir. Soğutulan eğimli bir plaka boyunca döküm yapıldığında, dendritik yapının dejenere olduğu, yarı katı aralığa ısıtılma esnasında tanelerin küreselleştiği ve böylece yarı katı şekillendirmeye uygun hale geldiği bilinmektedir [7,8]. Malzeme özellikleri eğimli plakadan döküm parametreleri (soğutma gücü, eğim açısı vs), yarı katı aralık için sıcaklık ve bekleme süresi ile şekillendirme kuvveti gibi pek çok faktöre bağlıdır. Bunların dışında şekillendirme süresince malzemede oluşan intermetalik fazların şekli ve dağılımı da önemli etkiye sahiptir [9]. 3000 serisi alüminyum alaşımları yaygın olarak inşaat, mühendislik uygulamaları, ulaşım, havacılık ve otomotiv sektöründe kullanılmaktadır. Son yıllarda, düşük yoğunluk ve makul sertliklere ulaşmak amacı ile matriks yapıya eser miktarda (mikro alaşım) Sn, In, Cd ve Ag ilavesi araştırmaları yapılmaktadır [10]. Alaşımın kompozisyonuna ve katılaşma koşullarına bağlı olarak katılaşma esnasında geniş aralıkta intermetalik fazlar oluşabilmektedir. Literatürde intermetalik partikül karakterizasyonu yanı sıra alaşım kimyasal kompozisyonunun optimizasyonuna yönelik de bir çok çalışma bulunmaktadır [11-15]. Ancak çok az çalışmada intermetaliklerin yarı katı şekillendirme esnasındaki davranışı araştırılmıştır. S.G.Shabestari ve M.Ghanbari Al 8Si 3Cu 4Fe 2Mn alaşımında yarı katı şekillendirme esnasında Feesaslı intermetaliklerin ortalama çaplarının azaldığı ve daha iyi bir dağılım meydana geldiğini ve bunun sonucunda mekanik özelliklerin iyileştiğini vurgulamaktadırlar [16]. S.G. Irizalp ve N. Saklakoglu A380 alüminyum alaşımında α-al 15 Si 2 (Fe,Mn) 3 intermetalik partikülünün döküm prosesinde çin-yazısı formunda oluştuğunu tikso şekillendirmede ise polihedral morfolojiye dönüştüğünü göstermiştir [17]. E.M. Elgallad ve ark. Al- % 2.0 Cu- % 1.0 Si- % 0.4 Mg alaşımına Sr, TiB 2, Zr, Ag, Fe, Mn, Sn ve Bi ilavesinin döküm ve ısıl işlemdeki etkilerini araştırmıştır [18]. Daha önceki çalışmalarımızda alüminyum alaşımına Sn, In, Cd ve Ag elementlerin eser miktarlarda 603

TÜRKER A., SAKLAKOĞLU N. ilavesinin yaşlanma prosesinde önemli etkilere sebep olduğunu bunlardan mekanik özelliklerde en önemli iyileşmenin Ag elementi ilavesinde sağlandığı gözlenmiştir [19]. Bu çalışmada eser miktarda Ag ilavesinin AlSi12 alüminyum alaşımının tikso şekillendirilebilirliğine, tane yapısına, intermetalik morfolojisine ve mekanik özelliklere etkileri araştırılmıştır. 2. Deneysel çalışmalar 2.1. Malzeme Bu çalışmada kullanılan alaşımın kimyasal kompozisyonu Tablo 1 de gösterilmiştir. Tablo 1. AlSi12 alaşımının kimyasal kompozisyonu (Kütlece %). Al Si Mg Fe Ti Mn Sb Ni Zn 87.73 11.70 0.16 0.15 0.10 0.05 0.02 0.01 0.07 2.2. Numune hazırlama Alüminyum alaşımı elektrik direnç fırınında ergitilmiştir. Dökümden önce flux ilave edilmiştir. Gaz ve istenmeyen artık maddeler uzaklaştırılmış, daha sonra 270.242 g AlSi12 alaşımına 0.540 g Ag ilave edilmiştir. Alaşımın kompozisyonunun tamamen homojen olabilmesi için 750 ºC sıcaklıkta 10 dakika bekletilmiştir. Eğimli soğutma plakasından döküm düzeneği için numuneye açılan 3 mm çapında ve 3 mm derinliğinde bir deliğe yerleştirilen dijital bir göstergeye bağlı olan prob (K tipi termokopul) yardımı ile sıcaklık kontrolü sağlanmıştır. Eğimli soğutma plakasından döküm parametreleri Şekil 1 de gösterilmiştir. Kalıp 200 C de ön ısıtmada tutulmaktadır. Ergiyiğin ısısı 650 C ye soğutulmuş sonra eğimli soğutma plakasına dökülerek buradan kalıba akmıştır (Şekil 1). Şekil 1. Çalışmada kullanılan eğimli soğutma plaka düzeneği. 604

BAUN Fen Bil. Enst. Dergisi, 20(1), 602-611, (2018) Eğimli soğutma plakasından döküm için kullanılan parametreler Tablo 2 de gösterilmiştir. Tablo 2. Eğimli soğutma plakası deney düzeneği parametreleri. Plaka malzemesi 1.2344 Plaka kaplama malzemesi Bor nitrür (BN) Plaka eğim açısı 60 Plaka döküm uzunluğu 350 mm. Döküm sıcaklığı 650 0 C Yarı katı halde şekillendirme aparatları ve deneysel koşulları Şekil 2 ve Tablo 3 de gösterilmiştir. Şekil 2. Çalışmada kullanılan yarı katı şekillendirme düzeneği. Tablo 3. Yarı katı şekillendirme ünitesinin özellikleri. Şekillendirme ünitesinin boyutları Maksimum yük Maksimum hız Strok 57 x 72 x 195 mm 20 ton-kuvvet 250 mm/s 400 mm Bu çalışmada iki farklı uygulama yapılmıştır: (i) Yarı katı aralığa ısıtma ve bu haldeki mikroyapıyı incelemek üzere hızlı soğutma (gösterimi YARI-KATI ), (ii) Yarı katı aralığa ısıtma, basınç uygulayarak numunenin şekillendirilmesi sonra yarı katı şekillendirilebilirliğinin araştırılması için yavaşça soğutma (gösterimi TİKSO FORMİNG ). Hem YARI-KATI hem TİKSO FORMİNG numuneler üretildikten sonra metalografik ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Numunelerin yüzeyleri zımparalama, parlatma prosedürleri kullanılarak ve keller çözeltisi ile dağlanarak hazırlanmıştır. (50 ml H 2 O içine % 0,5 HF). Alaşımın mikroyapısının araştırılması NIKON 300 optik mikroskobu 605

TÜRKER A., SAKLAKOĞLU N. kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Numunelerin morfolojisi HITACHI S-3400 taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile belirlenmiştir. İntermetaliklerin kimyasal kompozisyonu SEM ve Thermo Noran programı ile bağlantılı EDS ile belirlenmiştir. Mikrosertlik testleri Metkon metallography MH-6 mikrosertlik ölçüm cihazı ile 40X büyütmede, 25 gr yük, 5 saniye (dwell dell) uygulanarak yapılmıştır. Mikrosertlik deneyi silisyum hegzagonalları şekillendirilmiş numunelerde gözüktüğü için şekillendirilmiş ve %0,2 Ag ilaveli şekillendirilmiş numunelerde yapılmıştır. 8 mm yükseklikte, 15 mm çapta numuneler hazırlanmış ve bunlar üzerinde sertlik ölçümleri yapılmıştır. ImageJ 1.44 programı kullanılarak tane ve küresellik ölçümü yapılmıştır. Optimum yarı-katı sıcaklığın tahmini için diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) değerleri kullanılmıştır. Likidüs ve solidüs sıcaklıklarının 551 ºC ve 616 ºC aralığında olduğu DSC ile tespit edilmiştir (Şekil 3). Hem DSC sonuçları ve hem deneysel tecrübelerimiz AlSi12 alaşımı için en iyi yarı katı sıcaklığın 572 ºC olduğunu göstermiştir. Eğimli soğutma plakasından döküm yapmak üzere döküm sıcaklık aralığı, deneysel tecrübelerimizi de kullanarak 645 ºC 655 ºC arasında seçilmiştir. Şekil 3. Ergiyikten soğumaya kadar ki aşamada kaydedilen AlSi12 alaşımının DSC eğrisi. 3. Sonuçlar ve tartışma 3.1. Mikro yapı ve tane analizi Şekil 4(a), (b) (c) ve (d) YARI-KATI ve TİKSO FORMİNG numunelerin mikroyapısını göstermektedir. Şekil 4(a) da yarı-katı numunenin içyapısında ötektik fazla çevrelenmiş tipik küresel yapı görülmektedir. Ag ilavesi sonucu tane boyutu incelmiştir (Şekil 4 b). Yarı katı şekillendirme ile numune yavaşça soğuduğu için tane boyutları artmıştır. Yarı katı halde şekillendirilmiş numunelerin (TİKSO FORMİNG) mikro yapıları Şekil 4(c) ve Şekil 4(d) de gösterilmiştir. Dikkat çekici sonuçlardan biri; ayrık Si partikülleri diye adlandırılan Si ötektiklerinin yarı katı şekillendirmeden sonra daha ince bir formda oluşmasıdır. AlSi12 alaşımına Ag ilavesinin ayrık silisyum partiküllerinin boyutunu küçülttüğü ve sayısını artırdığı Şekil 4 ten anlaşılmaktadır. Yarı katı halde şekillendirme ayrık silisyum partiküllerinin incelmesine ve karışıp dağılmasına sebep olmuştur. Basınç uygulaması süresince, ergiyen ötektik bölge hareket ederken, ergimeyen ve ergiyik içinde askıda kalmış ayrık silisyum partikülleri toplanma eğilimindedirler 606

BAUN Fen Bil. Enst. Dergisi, 20(1), 602-611, (2018) [5,20]. Yarı katı halde şekillendirme ayrık Si partiküllerini homojen bir şekilde dağıtmıştır (Şekil 4(c) ve (d). Bunun yanında, yarı katı halde şekillendirme esnasında uygulanan basınç ile tanelerin çarpıldığı ve sıvı fazın tanelerin arasında dolaşmasından dolayı α-al (~5%) un küreselliğinin arttığı Şekil 5 te görülmektedir [21]. Ag ilavesi küreselliği artırmaktadır. Tanelerin küreselliği yarı katı halde şekillendirmeyi etkilemektedir. Küresellik ne kadar yüksek ise yarı katı şekillendirmenin başarısı o kadar artacaktır. [22,23,24,25]. a b c Ayrık Si partikülleri d Şekil 4. Mikroyapılar : (a) AlSi12 alaşımının YARI-KATI numunesi, (b) AlSi12 alaşımının Ag ilaveli YARI-KATI numunesi, (c) AlSi12 alaşımının yarı katı şekillendirilmiş (TİKSO FORMİNG) numunesi, (d) AlSi12 alaşımının Ag ilaveli yarı katı şekillendirilmiş (TİKSO FORMİNG) numunesi. Küresellik Şekil 5. AlSi12 ve AlSi12Ag ün YARI-KATI ve TİKSO FORMİNG durumdaki küresellik değerleri. 607

TÜRKER A., SAKLAKOĞLU N. 3.2. İntermetalik ve sertlik analizi Şekil 6 ve Tablo 4, α-al matriks, ayrık Si partikülleri ve bazı intermetaliklerin morfolojilerini ve EDS analizlerini göstermektedir. Buna göre, AlSi12 alaşımı içinde Fe-ce ve Si-ca zengin intermetaliklerin oluştuğu görülmektedir. Çalışmalarımızda bu intermetaliklerin α-al(femn)si & β-al5fesi olduğu gözlenmiştir [26]. Şekil 6. (a) Yarı katı şekillendirilmiş AlSi12 içindeki intermetalikler, (b) Yarı katı şekillendirilmiş AlSi12Ag içindeki intermetalikler. Tablo 4. Yarı katı halde şekillendirilmiş (TİKSO FORMİNG) AlSi12 ve AlSi12Ag nin EDS sonuçları. Test yeri Si Fe Mg Mn Ag Al AlSi12 a - - 1.17 - - 98.83 b 7.41 22.79-6.35-63.46 c 19.31 8.42 10.46 - - a 1.63 - - - 7.23 91.14 AlSi12Ag b 98.40 - - - - 1.60 c 10.53 12.65 1.87 4.23 3.88 66.84 d 20.97 8.68 10.24 1.73 2.66 55.73 Yarı katı şekillendirmiş AlSi12 ve AlSi12Ag nin mikrosertlik sonuçları Ag ilavesinin sertliği artırdığını ve ayrık Si partiküllerinin sertliğinin matriks yapıdan 5 kat daha fazla olduğunu göstermiştir (Şekil 7). Yarı katı şekillendirmiş alaşım içindeki sert silikon partiküller intermetalikler gibi davranmaktadır [20]. 608

BAUN Fen Bil. Enst. Dergisi, 20(1), 602-611, (2018) Şekil 7. Yarı katı şekillendirmiş (TİKSO FORMİNG) AlSi12 ve AlSi12Ag (TİKSO FORMİNG) alaşımında görülen çeşitli fazların sertlik değerleri. Genel sertliği önemli derecede artırmaktadır. Yarı katı halde şekillendirme prosesi sertlik üzerinde Ag ilavesinden daha iyi bir etkiye sahiptir (Şekil 8). 140,0 120,0 Birinell sertliği (HB)... 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Şekillendirilmiş AlSi Şekillendirilmiş AlSiAg 90,0 87,4 112,2 98,6 87,7 121,0 GR AlSi 75,5 62,2 87,8 GR AlSiAg 77,4 68,2 100,8 Yarı katı sıcaklık CS AlSi Yarı katı sıcaklık CS AlSiAg Döküm Çözelti Yaşlandırma 66,7 57,4 89,0 73,8 54,4 100,9 Şekil 8. Yarı katı şekillendirmiş (TİKSO FORMİNG), Graviti (GR) dökümü yapılmış ve Yarı katı sıcaklıkta bekletilip (CS) soğutulmuş AlSi12 ve AlSi12Ag alaşımlarının sertlik değerleri. 609

TÜRKER A., SAKLAKOĞLU N. 3.3. Sonuçlar Çalışmanın sonuçları aşağıda özetlenmiştir: Hem yarı-katı aralığa ısıtılmış hem de yarı-katı aralıkta şekillendirilmiş numunelerde ayrık Si partikülleri oluşumu gözlenmiştir. AlSi12 alaşımına Ag ilavesi ile ayrık Si partikülleri artmış ve küçülmüştür. Yarı katı şekillendirme ayrık Si partiküllerinin incelmesine sebep olmuştur. Yarı katı şekillendirmeden sonra ayrık Si partikülleri toplanmaya meyillenmiş ve vizkozite düşmüştür. Hem yarı katı şekillendirme hem Ag ilavesi küreselliği daha çok artırmıştır. İntermetalikler kırılmaya ve küçülmeye maruz kalmıştır. Yarı katı şekillendirilmiş alaşımlarda intermetaliklerin iyi dağılımı alaşımın mekanik özelliklerine olumlu katkı sağlayacaktır. Yarı katı halde şekillendirme prosesi sertlik üzerinde Ag ilavesinden daha iyi bir etkiye sahiptir. Ayrık Si partikülleri matriksten yaklaşık 5 kat daha fazla sertliğe sahiptir. Kaynaklar [1] Bolouri, A. ve Kang, C.G., Characteristics of thixoformed A356 aluminum thin plates with microchannels, Materials Characterization, 82, 86 96, (2013). [2] Bolouri, A., Bae J.W. ve Kang C.G., Tensile properties and microstructural characteristics of indirect rheoformed A356 aluminum alloy. Materials Science and Engineering A, 562(1), 1-8, (2013). [3] Chung G.K., Chul K. J. ve Amir B., Semisolid forming of thin plates with microscale features, Procedia Engineering, 81, 63-73, (2014). [4] Kim, W.Y., Kang, C.G. ve Kim, B.M., The effect of the solid fraction on rheological behavior of wrought aluminium alloys in incremental compression experiments with a closed die, Materials Science and Engineering A, 44, 1-10, (2007). [5] Hekmat-Ardakan, A. ve Ajersch, F., Effect of isothermal ageing on the semi-solid microstructure of rheoprocessed and partially remelted of A390 alloy with 10% Mg addition, Materials Characterization, 61, 778 85, (2010). [6] Flemings, M.C., Behavior of metal alloys in the semi-solid state, Metal. Trans. A, 22A, 952-981, (1991). [7] Wang, J.J., Phillion, A.B. ve Lu, G.M., Development of a visco-plastic constitutive modeling for thixoforming of AA6061 in semi-solid state, Journal of Alloys and Compounds, 609, 290-295, (2014). [8] Zhang, L., Liu, Y.B., Cao, Z.Y., Zhang, Y.F. ve Zhang, Q.Q., Effects of isothermal process parameters on the microstructure of semisolid AZ91D alloy produced by SIMA, Journal of Materials Processing Technology, 209, 792-797, (2009). [9] Wang, S.C., Zhou, N., QI W.J. ve Zheng, K.H., Microstructure and mechanical properties of A356 aluminum alloy wheels prepared by thixo-forging combined with a low superheat casting process, Trans. Nonferrous Met. Soc., 24, 2214-2219, (2014). [10] Banerjee, S., Robi, P.S., Srinivasan, A. ve Lakavath, P.K., Effect of trace additions of Sn on microstructure and mechanical properties of Al Cu Mg alloys. Materials & Design, 31(8), 4007-4015, (2010). 610

BAUN Fen Bil. Enst. Dergisi, 20(1), 602-611, (2018) [11] Mrówka-Nowotnik, G., Sieniawski, J. ve Wierzbińska, M.. Analysis of intermetallic particles in AlSi1MgMn aluminium alloys, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 20, 155-158, (2007). [12] Mrówka-Nowotnik, G., Sieniawski, J. ve Wierzbińska, M.. Intermetallic phase particles in 6082 aluminium alloy, Archives of Materials Science and Engineering 282, 69-76, ( 2007). [13] Wierzbińska, M. ve Mrówka-Nowotnik, G., Identification of phase composition of AlSi5Cu2Mg aluminium alloy in T6 condition, Archives of Materials Science and Engineering, 30(2), 85-88, ( 2008). [14] Zajac, B., Bengtsson, Ch. ve Jönsson,, Influence of cooling after homogenization and reheating to extrusion on extrudability and final properties of AA 6063 and AA 6082 alloys, Materials Science Forum, 396-402, 675-680 ( 2002). [15] Zhen, L. ve Kang, S.B., DSC analyses of the precipitation behavior of two Al- Mg-Si alloys naturally aged for different times. Materials Letters. 37, 349-353, (1998). [16] Shabestari, S.G. ve Ghanbari, M., Effect of plastic deformation and semisolid forming on iron manganese rich intermetallics in Al 8Si 3Cu 4Fe 2Mn alloy. Journal of Alloys and Compounds, 508(2), 315-319, (2010). [17] Irizalp, S.G., Saklakoğlu, N., Effect of Fe-rich intermetallics on the microstructure and mechanical properties of thixoformed A380 aluminum alloy. Engineering Science and Technology, an International Journal, 17(2), 58-62, (2014). [18] Elgallad, E.M., Samuel, A.M., Samuel, F.H. ve Doty, H.W., Effects of additives on the microstructures and tensile properties of new Al-Cu based alloy intended for automotive castings. AFS Transactions, American Foundry Society, Schaumburgi IL USA, 10-42, (2010). [19] Türker, A., ETİAL 171 Alaşımının yarı katı halde şekillendirilebilirliğine eser miktarda Ag ilavesinin etkisinin incelenmesi, Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği, Doktora Tezi, (2011). [20] Ittipon, D., Semi-solid processing of hypereutectic aluminum-silicon alloys, Massachusetts Institute of Technology, Mater Sci Eng, MIT, (1996). [21] Saklakoglu, N. ve Turker, A., Characterization of thixoformed AlSi12 alloy with the addition of trace amounts of silver, World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Aerospace and Mechanical Engineering, 10(7), (2016). [22] Legoretta, E.C., Atkinson H.V. ve Jones H., Cooling slope casting to obtain thixotropic feedstock, Proceedings of the 5th Decennial International Conference on Solidification Processing, 23-25 July, Sheffield, UK. (2007). [23] Birol, Y., A357 thixoforming feedstock produced by cooling slope casting, Journal of Materials Processing Technology,186, 94 101, (2007). [24] Haga, T. ve Kapranos, P., Simple rheocasting processes, Journal of Materials Processing Technology, 130 131, 594 598, (2002). [25] Haga, T. ve Suzuki, S., Casting of aluminium alloy ingots for thixoforming using a cooling slope, Journal of Materials Processing Technology, 118, 169 172, (2001). [26] Türker, A. ve Saklakoglu, N., The influence of Ag content on the microstructure and intermetallic phases of AlSi12 alloy, International Journal of Cast Metals Research, 129-133, (2013). 611