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



Benzer belgeler
INVESTIGATION OF EFFECT OF GRAIN REFINING ON FEEDING OF A SAND CAST ETIAL160 ALUMINIUM ALLOY

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

LM28 Alaşımında Tane İnceltme ve Sr Modifikasyonun Si Morfolojisine Etkisi

Kaybolan Köpük Yöntemi Kullanılarak Al-Si Alaşımlarının Akışkanlığının İncelenmesi

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

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

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

Alümiyum Şekillendirme Teknolojileri

Al-Cu Alaşımlarında Porozite ve Mikroyapının Yaşlandırma Üzerine Etkisi

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

Alümiyum Şekillendirme Teknolojileri

1. GİRİŞ. A356 Alüminyum Döküm Alaşımına AI-5Tİ-1B Tane İnceltici İlavesinin Süreye Bağlı Etkisi

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

1. GİRİŞ. 1.1.Küreleştirme İşlemi

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

6XXX EKSTRÜZYON ALAŞIMLARININ ÜRETİMİNDE DÖKÜM FİLTRELERİNDE ALIKONAN KALINTILARIN ANALİZİ

Technological Applied Sciences Status : Original Study ISSN: (NWSATAS) Received: December 2016 ID: A0113 Accepted: April 2017

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

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

Alüminyum Jant Üretiminde Baştan Sona Çözümler

METALLERDE KATILAŞMA HOŞGELDİNİZ

Küresel Grafitli Dökme Demirlerin Dökümünde Ticari Olarak Kullanılan Farklı Küreleştirici ve Aşılayıcıların Döküm Kalitesine Etkisinin İncelenmesi

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

Yeniden Ergitilmiş A356 Alüminyum Alaşımı Hurdasının Çekme Dayancı Üzerine Olan Etkileri

METALLERDE KATILAŞMA

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

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

2xx SERİSİ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA Ag İLAVESİNİN MUKAVEMETE ETKİSİ

Uğur Aybarç, Hakan Yavuz, Derya Dışpınar, Mehmet Özgür Seydibeyoğlu (CMS Jant, İstanbul Üniversitesi, İzmir Katip Çelebi Üniversitesi)

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

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ DÖKÜMÜNDE KRİTİK KATI ORANI FAKTÖRÜNÜN KALIP SICAKLIĞINA BAĞLI OLARAK MODELLENMESİ. Akif Kemal KISAOĞLU

Kaynak yöntemleri ile birleştirilen bir malzemenin kaynak bölgesinin mikroyapısı incelendiğinde iki ana bölgenin var olduğu görülecektir:

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

WELDABILITY Ti6Al4V ALLOYS COUPLES BY PTA METHOD

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

THE DETERMINATION OF VACUUM MELTING CONDITIONS FOR SOME INTERMETALLIC COMPOUNDS. İbrahim ÇELİKYÜREK* & Remzi GÜRLER

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

AZ91 MAGNEZYUM ALAŞIMININ METALURJİK ÖZELLİKLERİNE KADMİYUM ELEMENTİNİN ETKİSİ

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

Chapter 9: Faz Diyagramları

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

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

Al 2 O 3 PARTİKÜL TAKVİYELİ 2024 ALÜMİNYUM METAL MATRİKSLİ KOMPOZİTLERİN ÜRETİMİ. Metin KÖK KSÜ Kahramanmaraş MYO, Makine Bölümü, Kahramanmaraş

VİBRASYON ALTINDA DÖKÜM YÖNTEMİYLE ÜRETİLMİŞ A380 ALÜMİNYUM ALAŞIMININ ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

MALZEME BİLGİSİ. Katılaşma, Kristal Kusurları

ÖZET ABSTRACT. alaşımın dökülebilirliğini artırmaktadrr. Tane İnceltici olarak kabul gören titanyum (Ti) ve bor (B) elementleri

DENEYİN ADI: Jominy uçtan su verme ile sertleşebilirlik. AMACI: Çeliklerin sertleşme kabiliyetinin belirlenmesi.

Faz ( denge) diyagramları

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

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

Farklı Metalografik İşlem Yazılımlarının Küresel Grafitli Dökme Demirlerin Küresellik Boyut ve Oran Tayininde Kullanımı

AN INVESTIGATION ON THE PRODUCIBILITY OF TRAIN WHEELS BY CASTING METHOD

Toz Metalurjik Malzemeler Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

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

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

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

ALÜMİNYUM DÖKÜMDE MEKANİK ÖZELLİKLERİ ETKİLEYEN PARAMETRELER İÇİN DENEY TASARIMI

Paslanmaz Çeliklerin Kaynak İşlemi Esnasında Karşılaşılan Problemler ve Alınması Gereken Önlemler Paslanmaz çeliklerin kaynak işlemi esnasında

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği

ÖZGEÇMİŞ. Öğrenim Durumu

İmal Usulleri. Döküm Tekniği

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY.

Mikroyapısal Görüntüleme ve Tanı

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi Araştırma Makalesi

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

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 4 Metaller, Aluminyum ve Çinko. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

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

6. BEYAZ ve YÜKSEK ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLER

Gaz. Gaz. Yoğuşma. Gizli Buharlaşma Isısı. Potansiyel Enerji. Sıvı. Sıvı. Kristalleşme. Gizli Ergime Isısı. Katı. Katı. Sıcaklık. Atomlar Arası Mesafe

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

BOR OKSİT İLAVESİ İLE AlB 2 /Al KOMPOZİTLERİN ÜRETİMİNİN İNCELENMESİ AlB 2 /Al COMPOSITE PRODUCTION BORON OXID WITH ADDED RESEARCH

CALLİSTER FAZ DİYAGRAMLARI ve Demir-Karbon Diyagramı

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

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

METAL MATRİS KOMPOZİTLERİN VAKUM İNFİLTRASYONLA DERECELİ HASSAS DÖKÜM KALIPLARINDA ÜRETİMİ

ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA İNKLÜZYON ÇEŞİTLERİ VE ÖNLEYİCİ FAALİYETLER

Alüminyum Cürufundan Alüminyum Metali ve Flaks Eldesi

ÜRETİM ŞARTLARININ YERÇEKİMİNE TERS DÖKÜM YÖNTEMİYLE ÜRETİLEN PARÇALARIN YAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİLERİ

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

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

JOMINY DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

TUĞLA MASSESİ ÖĞÜTME DURUMUNUN ÜRÜN TEKNİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

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

Retrogresyon İşleminin 7075 Alüminyum Alaşımının Aşınma Davranışına Etkisi

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

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

Prof. Dr. Yusuf ÖZÇATALBAŞ. Malzeme Seçimi/ 1

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

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

KTÜ, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

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

ÇÖKELME SERTLEŞMESİ (YAŞLANMA) DENEYİ

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

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

Al-4,5Cu DÖKÜM ALAŞIMINDA TANE İNCELTME İŞLEMİNİN ETKİSİNİN ZAMANLA DEĞİŞİMİNİN İNCELENMESİ. Ziya TANYEL YÜKSEK LİSANS TEZİ METAL EĞİTİMİ

Döküm kumu bileşeni olarak kullanılan silis kumunda tane büyüklüklerinin tespiti.

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

Transkript:

5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS 09), 13-15 Mayıs 2009, Karabük, Türkiye AITİB MASTIR ALAŞIMI İLAVESİNİN ETİAL160 DÖKÜM ALAŞIMI ÜZERİNDE TANE İNCELTME ETKİSİNİN İNCELENMESİ INVESTIGATION OF GRAIN REFINING EFFECT OF ALTIB MASTER ALLOY ADDITION ON ETIAL160 CASTING ALLOY Murat ÇOLAK * ve Ramazan KAYIKCI Sakarya Üniversitesi, Sakarya, Türkiye, E-posta: * mcolak@sakarya.edu.tr, rkayikci@sakarya.edu.tr Özet Al-Ti-B mastır alaşımları ilavesi ile döküm alüminyum alaşımlarında tane inceltme işlemi genel dökümhane uygulamaları arasında yaygın olarak kullanılan bir işlemdir. Sıvı alüminyum alaşımlarına genellikle ergitme potasında katılan tane incelticiler ergiyik içerisinde katı heterojen çekirdeklenme merkezleri oluşturarak yapının daha ince taneli olmasında rol oynamaktadır. Genel olarak tane inceltme yapılmış alüminyum dökümlerinde tane inceltme yapılmamış olanlara göre daha iyi beslenebilirlik sağlandığı, daha gözeneksiz bir yapı oluştuğu ve daha yüksek çekme dayanımı, uzama değerleri ve sızdırmazlık değerleri elde edildiği bilinmektedir. Bununla birlikte uygulamada Al-Ti-B mastır alaşımların kullanımı, sıvı alüminyuma ilave yöntemi ve tane inceltmeyi etkileyen faktörler ve sonuçların tekrarlanabilirliği konularında çelişkili raporlar bulunmaktadır. Bu çalışmada, en yaygın kullanılan Al-Ti-B mastır alaşımlarından birisi olan Al5Ti1B türü tane inceltici mastır alaşımının ETİAL160 alaşımı üzerinde tane inceltici etkisi bekletme zamanına karşı incelenmiştir. Çalışmada kullanılan ETİAL160 alaşımı birincil (primer) ve hurda (dökümhane döngüsü) olarak ayrı ayrı kullanılmış ve tane inceltici ilavesinin her iki alaşım üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sonuçlar Al5Ti1B mastır alaşımı ilave edilmiş ETİAL160 alaşımından dökülen numunelerde ortalama tane boyutunun mastır alaşımı ilavesinden sonra potada bekletme zamanı ile önemli ölçüde değiştiğini göstermiştir. Ayrıca tane inceltme etkisinin döküm döngüsü (hurda) alaşıma göre birincil külçeden yapılan dökümlerde daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Anahtar kelimeler: Tane İnceltme, ETİAL160, Al5Ti1B Abstract Grain refining of aluminium castings by adding Al-Ti-B master alloys is a widely used foundry practice. Additions of grain refiners are usually made in the melting crucible and they react with the molten aluminium resulting in heteregenous nucleation sites in the liquid alloy. In general, comparing with unrefined alloys the grain refined aluminium alloys have better feeding behaviour, have less porosity and higher strength, higher ductility and pressure tightness. However, there are stil some discrepancies with the reproducibility of the results obtained from different works on the refining mechanisms of aluminium alloys. In this study, the refining effect of one of the well known Al- Ti-B types master alloys Al5Ti1B on ETIAL 160 aluminium alloy agains holding time is investigated. The ETIAL 160 casting aloy is used as primer and foundry scrap and the refining effect of the master alloy was investigated on both alloys separately. Results showed that the grain size of the castings alloy has varried significantly with the addition of the master alloy with time. Results also showed that compearing to foundry scrap the refining effect of the master alloy was higher on the primer alloy. Keywords: Grain refinement, ETİAL 160, Al5Ti1B 1. Giriş Sıvı alüminyum içersine az bir miktarda titanyum (Ti) ve bor (B) ilavesinin ince taneli bir döküm yapısı oluşturduğu uzun yıllardır bilinmektedir. Yapılan araştırmalar tane inceltme mekanizmasının çok daha karmaşık olduğunu ortaya koymakla birlikte, bunun tam olarak nasıl olduğu hala üzerinde tartışılmaktadır [1-5]. Üzerinde ittifak edilen genel görüşe göre; sıvı alüminyum alaşımlarına genellikle ergitme potasında katılan tane incelticiler ergiyik içerisinde TiB 2 ve Al 3Ti intermetalik bileşikleri yolu ile heterojen çekirdeklenme merkezleri oluşturarak yapının daha ince taneli olmasında rol oynamaktadır[3,6]. Tane inceltme yapılmış alüminyum dökümlerinde tane inceltme yapılmamış olanlara göre akıcılığın ve beslenebilirliğin arttığı, daha gözeneksiz ve homojen bir yapı oluştuğu, mukavemet, yorulma direnci ve sızdırmazlık direnci değerlerinin yükseldiği bilinmektedir[2-8]. Tane inceltme işlemlerinde alüminyum dökümhanelerinde en yaygın olarak Al-Ti-B tipi mastır alaşımları kullanılmaktadır. Bunların arasında da Al5Ti1B, Al3Ti1B ve Al1Ti1B oranlarındaki tane incelticiler daha çok tercih edilmektedir[1-3]. Son yıllarda yapılan çalışmalar alternatif tane incelticilerin de geliştirilmekte olduğunu rapor etmişlerdir[7-12]. AlTiB tip mastır alaşımı ilave edilen alüminyum alaşımının tane inceltme mekanizması incelendiğinde mikroyapıda 1-2 µm büyüklüğünde TiB 2 ve 30-40 µm büyüklüğünde TiAl 3 intermetalik bileşikleri oluştuğu görülmüştür. Bu bileşiklerin oranı ve etkisi ilave edilen mastır alaşımındaki Ti:B oranına göre değiştiği ve tane boyutunun oluşumunda çok önemli rol oynadığı belirtilmiştir[3,6]. Tane incelticilerin ergiyik içerisine katıldıktan sonra tane inceltme etkisi zamanla değişmektedir. Tane inceltici mastır alaşımı ilaveden çok kısa bir süre sonra etki etmektedir ve belli bir zamana kadar tane inceltme etkisi IATS 09, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye

zamanla olumlu yönde gelişmektedir, fakat bu süre çok uzadığında tane inceltici etkisini yitirmektedir[3-5,13]. Tane inceltici ilave oranları da tane boyutu değişiminde önemli hususlardan biridir. Alaşıma katılacak mastır alaşımı seviyesi; alaşımda kullanılan hurda döngü seviyesine, inceltici ilave etme metoduna, soğuma hızına ve alaşım bileşimine bağlı olarak 0,25 3 kg/ton arasında geniş bir aralıkta değişebilmektedir[3]. Bu çalışmada Al5Ti1B tane inceltici mastır alaşımının ETİAL160 alaşımı üzerinde tane inceltici etkisi bekletme zamanına karşı incelenmiştir. Çalışmada kullanılan ETİAL160 alaşımı birincil (primer) ve hurda (dökümhane döngüsü) olarak ayrı ayrı kullanılmış ve tane inceltici ilavesinin her iki alaşım üzerindeki etkileri incelenmiştir. Al5Ti1B mastır alaşımı ETİAL160 alaşımına nominal olarak %0,02 Ti ilavesi yapacak şekilde katılmıştır. Tane inceltme deneyleri Şekil 1.de gösterilen ALCAN standart tane inceltme testi düzeneği ile gerçekleştirilmiştir[14]. Çalışmada metalografi, optik mikroskop ve görüntü analizi teknikleri kullanılarak tane boyutu ölçümleri ve karşılaştırılmaları yapılmıştır. Şekil 1. Tane inceltme numunesinin soğutmasının yapıldığı düzeneğin şematik gösterimi. 2. Deneysel Metot ETİAL160 alaşımının ergitme işlemi 8 kg. alüminyum ergitme kapasitesine sahip karbür esaslı pota içerisinde elektrik direnç ocağında gerçekleştirilmiştir. Kullanılan alaşımın spektrometre ile alınan kimyasal analiz değerleri Çizelge 1 de gösterilmiştir. Çizelge 1 ETİAL160 alaşımının kimyasal analizi(% ağ.). Al Fe Si Ti Zn Cu Primer Alaşım 86,68 0,99 8,48 0,017 0,006 3,68 Al5Ti1B ilaveli 86,92 0,88 8,36 0,187 0,005 3,59 Primer Alaşım Hurda Alaşım 87,14 0,84 8,14 0,115 0,005 3,31 Al5Ti1B ilaveli Hurda Alaşım 87,26 0,89 8,06 0,292 0,007 3,37 Sıvı metalin çözünmüş hidrojen gazından arındırılması amacı ile yaklaşık 750 C de potaya daldırılan grafit sabit lans yardımı ile sıvı azot ile yıkama işlemi gerçekleştirildi. Bu işlemden sonra sıvı metal üzeri bir ticari toz flaks ile kaplanarak metalin sıcaklığının pota içersinde 720 o C ye düşmesi beklendi. Bu sıcaklıkta sıvı metalin yüzeyinden sıyırma yöntemi ile cüruf tabakası temizlenerek AlTi5B1 ilave edilmemiş alaşımda tane boyutunu ölçmek için standart tane inceltme potası içersine numune alınarak Şekil 1 de şematik görünümü verilen sabit su yüksekliğine sahip bir kapta soğutma işlemi gerçekleştirildi. Bu işlemden sonra ergiyik alaşıma ağırlıkça % 0,2 Ti ilave edecek şekilde önceden tartılmış Al5Ti1B mastır alaşımı daldırıldı. Tane inceltici ilavesini takiben 5 er dakikalık düzenli aralıklar ile tane inceltme deney kalıbı içerisine sıvı alaşım alınarak aynı şekilde soğutuldu. Katılaşma ve soğuma süresince soğutma kabı içersinde bekletilen konik alaşım külçesinin kesilmemiş halinin fotoğraf görüntüsü Şekil 2 de verilmektedir. Şekil 3 de tane inceltme deney numunesinin kesilme ölçüleri ve numunenin inceleme yüzeyinin şematik görünüşü verilmiştir. Şekil 2. Tane inceltme deney külçesi. Şekil 3. Tane inceltme deney numunesi ölçüleri. Her bir numune kesildikten sonra incelenecek yüzeyi metalografik açıdan hazır hale getirmek için kaba ve ince zımparalamanın ardından alümina süspansiyonu emdirilmiş keçede parlatma işlemleri gerçekleştirildi. Parlatılan yüzeyler yıkanıp kurutulduktan sonra dağlama işlemi için numuneler önce 80 C sıcaklıkta suda bir süre bekletilerek ısıtıldı ve soğutulmadan Paulton çözeltisi (%60 HCL, %30 HNO 3, %5HF, %5H 2O) ile dağlandı[4]. Mikroskobik incelemeler ve tane boyutu ölçümleri Nikon Eclipse L150A ışık mikroskobu ve buna bağlı çalışan bir Clemex dijital kamera ile alınan görüntüler üzerinden Clemex Vision Lite görüntü analiz programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

3. Deneysel Sonuçlar ve Değerlendirilmesi 3.1. ETİAL 160 Birincil (primer) Alaşımı Tane İnceltme Deneyleri Sonuçları Tane inceltici ilave edilmemiş ve Al5Ti1B tane inceltici ilavesi yapıldıktan 5 dakika sonra alınan ilk numunelerden alınan mikro yapı resimleri sırası ile Şekil 4.a ve b de gösterilmiştir. Şekil 4.a dan görüldüğü gibi primer alfa alüminyum kristalleri oldukça dallanmış dendritik bir yapıya sahiptir. Dendritlerin boyları en küçük büyütme merceği ile alınan görüntüde bile neredeyse tek bir görüntüleme karesine sığmayacak şekilde bir kaç mm uzunluğa kadar çıkabilmektedir. Şekil 4.b de ise alfa alüminyum tanelerinin ortalama 300-350 µm civarında bir boyuta sahip oldukları görülmektedir. Bu durum Al5Ti1B tane inceltici ilavesi yapıldıktan sora 5 dakika gibi kısa sürede sıvı içersinde çözünerek kısmen de olsa tane inceltme etkisi gösterdiğini teyit etmektedir. Al5Ti1B ilavesinden 25 dakika sonra alınan numunenin mikroyapı resmi Şekil 4.c de görülmektedir. Bu süre tane inceltici ilavesinin en iyi etkiyi gösterdiği süre olarak tespit edilmiştir. Tane boyutunun bu zamana kadar zaman artışıyla birlikte gittikçe azaldığı ve minimum 150 µm seviyelerine kadar düştüğü tespit edilmiştir. Yapılan ölçümlerde ortalama tane boyutunun ortalama 180-210 µm seviyelerinde olduğu görülmektedir. Bekletme süresi 25 dakikayı geçtiğinde tane inceltme etkisi zayıflamaya başlamaktadır. Şekil 4.d de ilaveden 60 dakika sonra alınan numunenin mikroyapısından da görüldüğü gibi ortalama tane boyutu 300-350 µm seviyelerine kadar çıkmaktadır. Bekletme süresinin uzamasıyla tane boyutunun artmasının sebebi olarak; Al5Ti1B ilavesiyle alaşım içerinde oluşan ve çekirdeklenme etkisi sağlayan TiB 2 ve TiAl 3 gibi intermetalik bileşiklerin zamanla çözünmeye başlaması veya kümeleşerek boyutlarını büyümesi ve heterojen çekirdekleme noktalarının azalması ile ilişkilendirilmektedir. a.al5ti1b ilavesiz tane yapısı b.al5ti1b ilavesinden 5 dk. sonra c.al5ti1b ilavesinden 25 dk. sonra d.al5ti1b ilavesinden 60 dk. sonra Şekil 4. ETİAL 160 primer alaşımının dökümünden farklı zamanlarda alınan numunelerin mikroyapı resimleri.

Şekil 5. ETİAL 160 primer alaşımına katılan Al5Ti1B mastır alaşımının bekletme zamanına göre tane boyutu değişimi. ETİAL 160 alaşımına tane incetici ilave edilmeden ve ilave edildikten sonra düzenli olarak beş dakikada bir yapılan dökümlerden alınan numunelerin mikroyapı incelemeleri yapıldı ve Clemex Görüntü Analiz programı yardımıyla yapıda oluşan dentritlerin boyları ölçüldü. Şekil 5.de ETİAL 160 primer alaşımına tane inceltici ilavesinin bekletme zamanıyla oluşan tane boyutu değişimi görülmektedir. Grafikte de görüldüğü gibi bekletme zamanı ETİAL 160 primer alaşımının tane boyutunu önemli derecede etkilemektedir. İnceltici ilave edilmeden önce ortalama tane boyutu 560µm seviyelerindeyken, ilaveden sonra çok kısa süre içerisinde tane boyutunun hızla düşerek 5 dakika sonra alınan numuneden 330 µm seviyelerinde olduğu tespit edilmiştir. Tane inceltmenin tane boyutuna etkisinin 25 dakikaya kadar zaman artışıyla olumlu yönde geliştiği ve 25 dakika sonra alınan numunelerden ölçülen ortalama tane boyutunun 195 µm seviyelerinde olduğu görülmektedir. 25 dakika seviyeleri tane inceltme etkisinde kritik bir zamandır ve bu zamandan sonra etki zaman artışıyla paralel olarak olumsuz yönde değişmektedir. Tane boyutu vermektedir. Bekletme süresinin 25 dakikaya kadar zaman artmasıyla tane boyutunu azaltırken 25. dakikadan sonra olumsuz yönde etki ettiği görülmektedir. 60 dakika sonunda ortalama tane boyutu tekrar 5 dakikada olduğu gibi 330 µm seviyelerine çıkmaktadır. 3.2. ETİAL 160 Hurda (Dökümhane Döngüsü) Alaşımı Tane İnceltme Deneyleri Sonuçları ETİAL 160 hurda alaşımını üzerine bekletme süresinin tane boyutu üzerine etkisi incelendiğinde, primer alaşımında olduğu gibi zamanın tane boyutu üzerinde önemli bir faktör olduğu ortaya çıkmaktadır. Şekil 6.a da tane inceltici ilave edilmeden yapılan döküm numunesinin mikro yapı resmi görülmektedir. Şekil 6.a dan görüldüğü gibi alfa alüminyum kristalleri oldukça kaba taneli ve dentritik bir yapıya sahiptir. Yapılan ölçümlerde tane boyutunun ortalama 520 580 µm seviyelerinde olduğu görülmüştür. Bu değer primer alaşımda inceltici ilavesiz olarak yapılan döküm numunesi ile karşılaştırıldığında oldukça düşük bir değerdir. Al5Ti1B ilavesiz yapılan primer ve hurda alaşım dökümlerinden alınan numunelerin Çizelge 1.deki kimyasal analiz değerlerinde de görüldüğü gibi Ti içeriği primer alaşımında %0.007 iken, hurda alaşımında bu değer % 0.115 seviyelerindedir. Bu farklılıktan dolayı hurda alaşımına tane inceltici ilavesiz dökümdeki tane boyutu daha küçük çıkmaktadır. Fakat bileşimindeki Ti içeriğine rağmen tane boyutu, tane inceltici ilave edilmiş numune değerleri seviyesinde değildir. Bu durum tane inceltme literatüründe çoğunlukla vurgulanan titanyumun bor ile birlikte ilave edilmeksizin tane inceltme yeteneği çok iyi olmadığı görüşü ile paralellik göstermektedir. Şekil 6.b de ise inceltici ilavesi etkisini çok kısa sürede göstererek tane boyutunun alfa alüminyum tanelerinin ortalama 280-340 µm civarında bir boyuta sahip oldukları görülmektedir. Primer alaşımının ilaveden 5 dakika sonra dökülen numuneyle karşılastırıldığında tane boyutu daha ince olduğu görülmektedir. Bunun sebebinin ilavesiz alaşımın tane boyutunun daha ince olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Hurda alaşımında da primer alaşımında olduğu gibi en ince taneli yapı 25 dakika sonra alınan numunede belirlenmiştir. Al5Ti1B ilavesinden 25 dakika sonra alınan numunenin mikroyapı resmi Şekil 6.c de görülmektedir. Mikroyapı resminden de görüldüğü gibi ortalama tane boyutu 180-210 µm civarındadır. Al5Ti1B ilavesi 25 dakikadan sonra zaman artışıyla birlikte etkisini yitirmeye başlar ve 60 dakika sonra alınan numunede ortalama tane boyutu 270-320 µm seviyelerine çıkmaktadır. Şekil 6.d de hurda alaşımına tane inceltici ilavesinden 60 dakika sonra dökülen numune mikroyapısı görülmektedir. Bu durum primer alaşımından yapılan deneylerde de gözlenmiştir.

a.al5ti1b ilavesiz tane yapısı b.al5ti1b ilavesinden 5 dk. sonra c.al5ti1b ilavesinden 25 dk. sonra d.al5ti1b ilavesinden 60 dk. sonra Şekil 6. ETİAL 160 hurda alaşımının dökümünden farklı zamanlarda alınan numunelerin mikroyapı resimleri. Şekil 7. ETİAL 160 hurda alaşımına katılan Al5Ti1B mastır alaşımının bekletme zamanına göre tane boyutu değişimi.

ETİAL 160 hurda alaşımına katılan tane incelticinin bekletme zamanının tane boyutu oluşumu üzerine etkisi Şekil 7 de verilmiştir. Grafiğe baktığımızda tane inceltici ilavesi olmadan yapılan döküm numunesindeki ortalama tane boyutunun 470 µm seviyelerinde olduğu ve tane inceltici ilavesiyle tane boyutunun çok kısa sürede 300 µm seviyelerine kadar gerilediği görülmektedir. Hurda alaşımına tane inceltici ilavesiyle oluşan en ince taneli yapının 25 dakika sonra alınan numunede 195 µm olarak tespit edilmiştir. Primer alaşımında olduğu gibi tane incelticinin ilavesinde optimum zaman 25 dakika olarak belirlenmiştir. Bu dakikadan sonra grafikte de görüldüğü gibi bekletme zamanının artışı tane boyutuna olumsuz yönde etki ederek tane incelticinin etkisinin geçen zamanla paralel olarak azalmaktadır. 60 dakika sonra alınan numuneden yapılan ölçümlerde ortalama tane boyutunun 300 µm seviyelerine kadar çıktığı görülmüştür. Hurda alaşımına katılan tane incelticinin bekletme zamanıyla değişimiyle primer alaşımının bekletme zamanının etkisi karşılaştırıldığında genel olarak birbirine paralel sonuçlar göze çarpmaktadır. Fakat primer alaşımında tane incelticinin etkisinin optimum zamandan sonra daha fazla zayıflamaktadır. 60 dakika sonundaki numunelerin ortalama tane boyutlarını karşılaştırdığımızda primer alaşımında 320 µm iken, hurda alaşımında 300 µm.dir. Bu fark çok olmamakla birlikte bunun sebebinin, tane inceltmesiz olarak yapılan döküm numunelerindeki tane boyut farkından ve hurda alaşım içerinde primer külçeye daha fazla oranda katışık element olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. 4. Sonuçlar ETİAL160 alaşımına ilave edilen Al5Ti1B tane incelticinin bekletme zamanına göre etkisinin incelendiği bu çalışmada; hem hurda hem de primer alaşımında bekletme zamanının önemli bir parametre olduğu belirlenmiştir. ETİAL 160 primer alaşımına tane inceltici ilavesinde 25 dakika sonra alınan numuneden ölçülen tane boyutu 195 µm dir. Tane inceltilmemiş döküm numunesinde tane boyutu 560 µm ve bu değer ilaveden sonra 25. Dakikaya kadar azalarak optimum 195 µm değerine ulaştıktan sonra daha fazla süre tutulan numunelerden yapılan ölçümlerden tane boyutunun daha da arttığı görülmüştür. Tane inceltici ilavesinden 60 dakika sonra alınan numuneden yapılan ölçümlerde tane boyutunun 320 µm seviyelerinde olduğu gözlenmiştir. ETİAL 160 hurda alaşımına tane inceltici ilavesinden sonra tutma zamanının etkisini incelediğimizde primer alaşıma paralel sonuçlarla karşılaşmaktayız. Hurda alaşımı içinde optimum zaman 25 dakika ve tane boyutu 195 µm seviyesindedir. Hurda alaşımında da optimum süreden sonra bekletme tane boyutuna olumsuz yönde etki ederek 60 dakika sonra alınan numuneden yapılan ölçümlerde tane boyutunun 300 µm seviyelerine çıkmaktadır. Tane incelticisiz olarak yapılan döküm numunelerini karşılaştırdığımızda hurda alaşım tane boyutu 470 µm iken, primer alaşımda 560 µm seviyelerindedir. Aradaki tane boyut farkı ise hurda malzemenin daha önceki dökümlerinde tane inceltme işlemine tabi tutulmasından dolayı içeriğinde hazır bulunan titanyumdan kaynaklandığı varsayılmaktadır. Kaynaklar [1] Bryant, M. and Fisher P., Grain Refining and the Aluminium Industry (Past, Present and Future), Aluminium Casthouse Technology, July 4-8,1993. [2] Spittle, J.A., Grain refinement in shape casting of aluminium alloys, International Journal of Cast Metals Research. vol. 19, No 4, 2006. [3] Cooper, P.,Jacob, A. and Detomi, A., Additive developments in the Aluminium Industry,1. International Congress of the Aluminium Industry. [4] Sigworth, G.K. and Kuhn, T.A., Grain Refinement of Aluminum Casting Alloys, American Foundry Society, Schaumburg, IL USA, 07-067(02), 2007. [5] Quested, T.E., Understanding mechanisms of grain refinement of aluminium alloys by inoculation, Materials Science and Technology, vol. 20,1357-1371, 2004. [6] Cooper, P., Hardman, A., Boot, B. and Burhop, E., Characterisation of new genaration of grain refiners fort he foundry industry, 132. Annual Meeting & Exhibition, 2003. [7] Birol, Y., Production of Al Ti B grain refining master alloys from B2O3 and K2TiF6, Journal of Alloys and Compounds 443, 94 98, 2007. [8] Birol, Y., Production of Al Ti B grain refining master alloys from Na2B4O7 and K2TiF6, Journal of Alloys and Compounds 458,271 276, 2008. [9] Boot, D., Cooper, P., StJohn, D.H., Dahle, A.K., A Comparison of Grain Refiner Master Alloys for Foundry, 131. Annual Meeting & Exhibition, Seattle, Washington, February 17-21, 2002. [10] Parton, D.P. and Hedges, M.A., A Guide to melt treatment in the Alumunium Foundry, Metallurg Aluminium, 1998. [11] Cook, R., Modification of Aluminium Silicon Foundry Alloys, Metallurg Aluminium, 1998. [12] Detomi, A.M., Messies, A.J., Majer, S. and Cooper, P.S., The impact of TiCAl and TiBAl grain refiners on Casthouse Processing, 130. Annual Meeting & Exhibition, New Orleans, Louısıana, February 11-15, 2001. [13] Kearns, M.A., Thistlethwaite, S.R. and Cooper,P.S., Recent advances in understanding the mechanism of aluminium grain refinement by TiBAl master alloys, 125. Annual Meeting & Exhibition, 1996. [14] Washington, D.C., Aluminium Association Standard Test Procedure for Aluminium Grain Refiners, TP-1, The Aluminium Association,1990. Tane inceltici ilavesinde bekletme zamanında optimum süreden sonra tane boyutunun tekrar büyümesinin sebebi olarak; tane inceltici ilavesiyle alaşım içerisinde oluşan TiB 2 ve TiAl 3 gibi intermetalik bileşiklerin zamanla çözünmeye başlaması ve bunların birbiriyle birleşerek büyümesi olarak görülmektedir.