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

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

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

AZ91 MAGNEZYUM ALAŞIMININ METALURJİK ÖZELLİKLERİNE KADMİYUM ELEMENTİNİN ETKİSİ

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

Bi ve Co Ġlavesinin Az91 AlaĢımının Abrasif AĢınma DavranıĢı Üzerine Etkisi

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

Döküm yöntemiyle üretilmiş az91 magnezyum alaşımının işlenebilirliğinin yüzey pürüzlülüğü açısından değerlendirilmesi

AN INVESTIGATION ON THE PRODUCIBILITY OF TRAIN WHEELS BY CASTING METHOD

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

Kaybolan Köpük Yöntemi Kullanılarak Al-Si Alaşımlarının Akışkanlığının İncelenmesi

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

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

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

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

EFFECT OF Ti ADDITIONS ON CORROSION BEHAVIOUR OF AZ91 MAGNESIUM ALLOYS

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

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

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

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

DOĞAL KURŞUN METALİK KURŞUN PLAKALAR

Chapter 9: Faz Diyagramları

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

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

ÇÖKELME SERTLEŞMESİ (YAŞLANMA) DENEYİ

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

ALUMİNYUM ALA IMLARI

2xx SERİSİ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA Ag İLAVESİNİN MUKAVEMETE ETKİSİ

Al-Mg ALAŞIMLARINDA Mg ORANININ YORULMA DAYANIMINA ETKİSİ

1. GİRİŞ. 1.1.Küreleştirme İşlemi

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

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

Al-Cu Alaşımlarında Porozite ve Mikroyapının Yaşlandırma Üzerine Etkisi

MAGNEZYUM ALAŞIMLARININ DÖKÜM ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. Mehmet ÜNAL DOKTORA TEZİ METAL EĞİTİMİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

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

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

Deformasyon yaşlanmasının AA7075 Alüminyum Alaşımının Mekanik Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi

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

DÖKÜM KALĐTESĐNĐN SIKIŞTIRMA DÖKÜM YÖNTEMĐ ĐLE YÜKSELTĐLMESĐ

LM28 Alaşımında Tane İnceltme ve Sr Modifikasyonun Si Morfolojisine Etkisi

CERRAHİ İĞNE ALAŞIMLARI. Microbiologist KADİR GÜRBÜZ

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

ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ KAYNAKLANABİLİRLİĞİ VE KAYNAK PARAMETRELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERE VE MİKROYAPIYA ETKİSİ ÖZET

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

VİBRASYON ALTINDA DÖKÜM YÖNTEMİYLE ÜRETİLMİŞ A380 ALÜMİNYUM ALAŞIMININ ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 5 Metaller, Bakır ve Magnezyum. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Farklı Sıcaklıklarda Sinterlenen Nb Katılmış TM Çeliklerinin Mikroyapı ve Mekanik Özellikleri

ALÜMİNYUM DÖKÜMDE MEKANİK ÖZELLİKLERİ ETKİLEYEN PARAMETRELER İÇİN DENEY TASARIMI

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

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

ÇİNKO ALAŞIMLARI :34 1

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

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

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

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

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

6XXX EKSTRÜZYON ALAŞIMLARININ ÜRETİMİNDE DÖKÜM FİLTRELERİNDE ALIKONAN KALINTILARIN ANALİZİ

Yeniden Ergitilmiş A356 Alüminyum Alaşımı Hurdasının Çekme Dayancı Üzerine Olan Etkileri

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

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

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

7075 SERĠSĠ ALAġIMLARIN GENEL ÜRETĠM YÖNTEMLERĠ

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

SÜPER ALAŞIMLAR Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

DÜŞÜK KARBONLU BİR ÇELİĞİN KAYNAĞINDA TERMOMEKANİK İŞLEMİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

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

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

Pik (Ham) Demir Üretimi

SAVUNMA SANAYİİ DENİZALTI MUHAFAZA KUTULARI VE İNTERSEPT SONAR SİSTEM PARÇALARININ YERLİLEŞTİRİLMESİ

2. MİKRO İNCELEME ( PETROGRAFİK-POLARİZAN MİKROSKOP İNCELEMESİ)

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi Araştırma Makalesi

İKİLİ ÖTEKTİK FAZ DİYAGRAMLARI

Doç.Dr.Salim ŞAHİN SÜRÜNME

Toz Metalürjisi İle Üretilen Alaşımsız Çeliklerde Nikel İlavesinin Mikroyapı ve Mekanik Özellikler Üzerine Etkisinin Araştırılması

ÇÖKELME SERTLEŞTİRMESİ

KIRIK YÜZEYLERİN İNCELENMESİ

Ark Kaynağı ile Kaynatılan Ferritik Küresel Grafitli Dökme Demirlere Öntav Sıcaklığının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklere Etkisi

DUAL FAZLI ÇELİKLERDE MARTENZİT VE YÜKLEME HIZININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

BİLYALI FİLTRELERLE YAPILAN METAL FİLTRASYONU İŞLEMİNİN KGDD LERİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ ÖZET

Aluminyum Kaynak Telleri kataloğu

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

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

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

Faz ( denge) diyagramları

Retrogresyon İşleminin 7075 Alüminyum Alaşımının Aşınma Davranışına Etkisi

RRA işleminin 7075 alaşımının mekanik özelliklerine etkisi

TOKLUK VE KIRILMA. Doç.Dr.Salim ŞAHĠN

DENEYİN ADI: Kum ve Metal Kalıba Döküm Deneyi. AMACI: Döküm yoluyla şekillendirme işleminin öğrenilmesi.

YÜKSEK KARBONLU ÇELİKLERE SU VERME İŞLEMİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

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

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

Transkript:

5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS 09), 13-15 Mayıs 2009, Karabük, Türkiye AZ91 MAGNEZYUM ALAŞIMININ DÖKÜM VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE SİLİSYUM İLAVESİNİN ETKİSİ EFFECT OF SILICON ON CASTING AND MECHANICAL PROPERTIES OF AZ91 MAGNESIUM ALLOY Mehmet ÜNAL a*, Erkan KOÇ a, Yunus TÜREN a, Ferhat GÜL b, Ercan CANDAN a a Karabük Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Metal Eğitimi Bölümü, Karabük, Türkiye b Gazi Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Metal Eğitimi Bölümü, Ankara, Türkiye munal@karabuk.edu.tr ekoc@karabuk.edu.tr yturen@karabuk.edu.tr fgul@gazi.edu.tr ecandan@karabuk.edu.tr Özet Bu çalışmada, AZ91 serisi ileri teknoloji magnezyum alaşımlarının döküm ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla alaşıma ağırlıkça % 0.2 2.0 oranlarında silisyum (Si) ilavesinin etkisi araştırılmıştır. Sonuçlar; AZ91 e Si ilavesinin artmasına bağlı olarak sıcak yırtılmada artış ve akıcılıkta düşüş meydana getirdiğini göstermiştir. Si oranının artması çekme ve akma dayanımını oransal olarak artırmıştır. Sertlikte ise % 0.4 Si ilavesine kadar düşüş gözlenirken, %0.4 ve üzeri Si ilavelerinde kayda değer artış Uzamada ise %0.2 ve 0.3 Si ilavesinde bir miktar düşüş gözlenirken diğer ilavelerde kayda değer bir gözlenmemiştir. Mikroyapı sonuçları incelendiğinde, Si miktarına bağlı olarak tanelerin inceldiği ve Mg 17Al 12 intermetalik fazının modifiye edildiği, ayrıca Mg 2Si fazının oluştuğu Anahtar Kelimeler: Akıcılık, Sıcak yırtılma, Mekanik özellik, AZ91 Abstract In this study, effects of Si additions to AZ91 Mg alloy in the ranges between 0.2-2 wt. %, aiming to develop its casting properties, was investigated. Results showed that the hot tearing was increased whereas fluidity was decreased with increasing Si content. Tensile and yield strength increased with increasing Si contents. The hardness values decreased up to 0.4 wt. above which they decreased with increasing Si contents. The elongation was also decreased up to 0.3 wt. % above which there were no remarkeble changes with increasing Si contentxs. The microstructure analysis showed that the grains and Mg 17Al 12 phase was refined as a function of its Si contents. Key Words: Fluidity, Hot Tearing, Mechanical Properties, AZ91. 1. Giriş Otomotiv ve uzay-uçak sanayilerindeki ağırlık tasarrufuna yönelik arayışlarda Mg metali düşük yoğunluğu ile mühendislik uygulamaları açısından en hafif yapısal metal olarak ön plana çıkar. Günümüzde Mg alaşımlarına olan en büyük ilginin otomotiv sektöründen gelmesinin başlıca nedeni, hafif Mg alaşımlarının kullanımı ile araç ağırlığında yapılan azalmanın yakıt ekonomisi sağlaması ve bunun sonucu olarak gaz emisyonlarının da azaltılabilecek olmasıdır [1]. Ağırlık olarak Mg, Alüminyum (Al) dan %36, Demir (Fe) ve çelikten %78 daha hafiftir [2]. Mg-Al-Zn (AZ91) alaşımları, çoğunlukla otomobil parçalarının dökümü için kullanılır. Diğer Mg alaşımlarıyla karşılaştırıldığında; AZ91 Mg alaşımı daha iyi döküm, daha iyi dayanım özellikleri göstermektedir [3]. Mg un özelliklerini geliştirmek için alaşım elementleri katılarak döküm ürünler elde edilmektedir. Mg hegzagonal bir kafes yapısına sahiptir ve sahip olduğu tane çapı da çok fazla sayıda elementle katı çözünebilirliğe müsaade eder. Mg yapısal bir malzeme olarak kullanıldığında elementler ile alaşımlandırıldığı zaman genellikle yüksek mukavemet/ağırlık oranına sahip olur. Mg alaşımlarındaki en çok kullanılan alaşım elementi Al dur [4-6]. Mg esaslı alaşımlarda Al, Mg un katı çökelti dayanımını, ergiyin dökülebilirliğini geliştirir ve döküm alaşımlarının mikro gözeneklerini azaltır. Al katkısı alaşımın sertliğini, dayanımını ve katılaşma zamanını artırmakta, fakat sünekliğini azaltmaktadır. Mg alaşımlarında Mg 17Al 12 intermetaliği düşük sıcaklıklarda ( 120 0 C) oluşarak alaşımın dayanımını geliştirir. Bununla birlikte, fazla miktarda Al içeren alaşımlar mikro gözeneklere karşı eğilimlidirler [4-7]. Zn, çökelti sertleşmesi sayesinde ortam sıcaklıklarında dayanımı ve aynı zamanda ergiyiğin akıcılığını artırmakla birlikte, tane sınırlarına çökelmesi ile sıcak yırtılma oluşturduğu için %2 ile sınırlıdır [4, 5]. Si un Mg alaşımlarının dökülebilirliğini ve akıcılığını düşürdüğü açıklanmaktadır [5, 8, 9] Si atomları, oda sıcaklığında katı halde Mg 2Si intermetalik oluşturur [10]. 2. Deneysel Çalışmalar Magnezyum ve alaşımlarının ergitilmesi, atmosfer kontrollü ocağın içine yerleştirilen 2 kg Mg ergitme kapasiteli grafit potada yapılmıştır. Ergitme işlemi esnasında ortamın atmosferle temasını kesmek için ergitme süresince ocağa koruyucu gaz verilmiştir. Alaşım döküm sıcaklığına ulaştıktan sonra, ergitme potasının tabanı açılarak kontrollü olarak sıvı metalin kalıba akması sağlanmıştır. Döküm işlemleri, kalıplara SF 6 koruyucu gaz verilerek; optimum döküm şartlarını sağlayan 250 0 C kalıp sıcaklığında yapılmıştır [11]. Deneylerde kullanılan alaşımların analizleri Çizelge 1 de verilmiştir. IATS 09, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye

Ünal, M., Koç, E., Türen, Y., Gül, F., Candan, E. Çizelge 1. Deneylerde kullanılan alaşımların kimyasal bileşimleri (%Ağırlık) Alaşım AZ91 AZ91+%0.2Si AZ91+%0.3Si AZ91+%0.4Si AZ91+%0.5Si AZ91+%1.0Si AZ91+%2.0Si Al 9.28 9.27 9.29 9.31 Zn 0.78 0.89 0.84 0.86 0.76 0.77 0.75 Bileşim Mn Si 0.18 0.20 0.21 0.24 0.30 0.24 0.38 0.19 0.55 0.20 1.05 0.21 1.98 Mg Akıcılık deneyleri için akıcılık spirali, sıcak yırtılma deneyleri için ise çapları aynı kol uzunlukları farklı olan dökme demirden imal edilmiş kalıp kullanılmıştır. Kullanılan akıcılık spirali M. Di Sabatino et al. [12] ve sıcak yırtılma kalıbı Cao ve Kou [13] çalışmalarında kullanılan kalıplarla aynı şekil ve boyutlardadır. Ayrıca mekanik deneyler ve mikroyapı incelemeleri için dökme demir malzemeden kalıp hazırlanmıştır [14]. Şekil 1 de deneylerde kullanılan kalıp resimleri ve çekme deney numunesi verilmiştir. 3. Deneysel Sonuçlar ve Tartışma 3.1 Mikroyapı Şekil 2 de AZ91 alaşımı ve ilave Si miktarına bağlı mikroyapı resimleri verilmiştir. AZ91 mikroyapısı (Şekil 2a) incelendiğinde yapının genelde α-mg ana matrisi içerisinde tane sınırları boyunca uzanan ötektik ve intermetalik fazlarından meydana geldiği görülmektedir. Bu fazların Mg-Al ötektiği ile Mg17Al12 intermetaliğidir [11]. Mg17Al12 fazının morfolojik yapısı literatür [15-16] ile benzerlik taşımaktadır ve genellikle Çin alfabesine Chineese script benzer yapı olarak görülmektedir. Mg17Al12 α-mg Mg-Al a) b) c) Mg2Si α+β 245 10 d) 245 Şekil 2. (a) AZ91 alaşımının, (b) %0.2 Si, (c) %0.5 Si, (d) %1.0 Si ve (e) %2.0 Si ilavesi ile oluşan mikroyapı görüntüsü. R1 8 ± b) 5 a) 15 10 40 c) e) 15 Şekil 1. Deneylerde kullanılan kalıplar a) Akıcılık Spirali b) Sıcak Yırtılma Kalıbı c) Çekme Deney Numunesi Metalografik inceleme için numunelerin yüzeyleri sırası ile 400 ve 600 mesh lik zımparalar ile saf su kullanılarak zımparalanıp ve 1µm alumina pasta kullanılarak ile parlatılmıştır. Dağlama çözeltisi olarak 5ml asidik asit, 10 ml pikrik asit, 10 ml saf su, ml etil alkol kullanılmış ve Mikroyapı incelemeleri Nikon Epiphot 200 marka optik mikroskopta gerçekleştirilmiştir. Çekme deney numuneleri ASTM E 8M-99 standardına göre 8 mm çapında ve 40 mm boyunda her alaşım için 3 er adet hazırlanmıştır. Sertlik değerleri, FV-700 model FUTURE-TECHCOPP marka dijital Vickers sertlik ölçme cihazında 50N yük altında ve her numuneden alınan 10 sertlik değerinin ortalaması alınarak belirlenmiştir. AZ91 alaşımının mikroyapısında α-mg matris fazı yer alırken diğer fazların tane sınırları boyunca dağıldığı görülmektedir. Şekil 2 b-e deki mikroyapılar incelendiğinde, AZ91 e Si ilavesi ile tane sınırlarında oluşan Mg17Al12 fazının modifikasyona uğradığı tespit edilmiştir ve ilave olarak Mg2Si fazı ortaya çıkmıştır ki bu Candan (1998) Aizawa (2006) ve Balasubramani (2007) tarafından rapor edilmiştir [19,10,17]. Artan Si miktarı ile birlikte Mg2Si fazının miktarında da bir artış ve kabalaşma gözlenmekte iken, Mg17Al12 fazının daha fazla inceldiği gözlenmiştir (Şekil 2 d-e ve Şekil 3). Mg17Al12 fazının incelmesi AlMg2Si ötektiğini [10,18] oluşturarak Al un harcanmasının sonucuna dayandırılabilir. α+β Mg2Si X 500 Şekil 3. AZ91 e %2 Si ilavesi ile geri saçılan elektron görüntüsü

Ünal, M., Koç, E., Türen, Y., Gül, F., Candan, E. 3.2 Döküm Özellikleri 3.2.1 Akıcılık Şekil 4 deki akıcılık grafiği incelendiğinde, %0.2 ve 0.3 Si ilavelerinde AZ91 alaşımının akıcılığında kayda değer bir değişme gözlenmezken, %0.4 Si ilavesi ile birlikte artan Si miktarı ile AZ91 alaşımının akıcılığının azaldığı AZ91 alaşımının akıcılığı 175 mm iken, %2.0 Si ilavesinde ise 140 mm ile akıcılıkta en fazla düşüş 240 sıcak yırtılmayı artıran bir etken olabilir. Si ilavesi ile sıcak yırtılmanın artması bu değerlendirmeyi güçlendirmektedir. AZ91 1 cm Akıcılık, mm 220 200 180 160 140 120 AZ91+%0.2 Si AZ91+%0.3 Si AZ91+%0.4 Si Şekil 4. Si içeriğine bağlı olarak akıcılıktaki Akıcılığı etkileyen parametreler; entalpi, oksit oluşumu, yüzey gerilimi ve katılaşma süresi olarak sıralanabilir. Bu nedenle, Si elementi yüzey aktif element olmadığından [19], Mg un ne oksit filmini ne de yüzey gerilimini etkilemesi beklenmez. Diğer taraftan Si un oluşturduğu katı intermetalik Mg 2Si vizkositeyi artırarak akıcılığı düşürebilir. 3.2.2 Sıcak Yırtılma Sıcak yırtılma testlerinde çapları aynı, kol uzunlukları farklı olan kalıp kullanılmıştır. Alaşımların sıcak yırtılma resimleri (Şekil 5) incelendiğinde, Si ilavesi sıcak yırtılma çatlağı oluşturduğu ve artan Si miktarı ile sıcak yırtılma çatlağının büyüdüğü Çapları aynı, kol uzunlukları farklı metotda döküm, büyük çaplı düşey yolluğa yapılır ve kollar yatay konumdadır. Yolluğun dolması esnasında üstte kalan kollar ön ısınmaya tabi kalabileceği ve birim kısalma daha az olacağından sıcak yırtılmaya daha az rastlanmış olacaktır. Literatürden [13, 20] sıcak yırtılmanın katılaşmanın sonuna doğru tane sınırlarında kalan sıvının yırtılması ile oluştuğu bilinmektedir. Katılaşma sırasında meydana gelen gerilme, tanelerin ayrılmasına neden olmaktadır. Denge dışı soğuma şartları altında Mg içerisindeki ötektik mikroyapı yeterince büyükse ve interdentritik kanalları merkeze doğru yönelmiş ise besleme kanalcıklarını açık tutarak beslemeyi artıracaktır. Bu noktadan, artan soğuma hızı ile sıcak yırtılmanın artması beklenir. Bu bağlamda Si ilavesi ile oluşan Mg 2Si fazınının katılaşma sırasında taneler arasındaki besleme kanallarının tıkanmasına yol açarak Şekil 5. Si içeriğine bağlı olarak sıcak yırtılma özelliğindeki 3.2.3 Mekanik Deney Sonuçları Şekil 6 da AZ91 e Si ilavesiyle Çekme-Akma dayanımlarındaki verilmektedir. Si ilavesi arttıkça Çekme-Akma dayanımlarında artış gözlenmektedir. Özellikle %2.0 Si ilavesinde çekme dayanımı 144MPa dan 197MPa a (%37 artış), akma dayanımı ise 95MPa dan 152MPa a (%60 artış) yükseldiği görülmektedir. Çekme Dayanımı, MPa Akma Dayanımı, MPa 240 220 200 180 160 140 120 Çekme Dayanımı Akma Dayanımı 1 cm AZ91+%0.5 Si AZ91+%1.0 Si AZ91+%2.0 Si 80 Şekil 6. Si içeriğine bağlı olarak AZ91 alaşımının Çekme- Akma dayanımındaki Şekil 7 de AZ91 e Si ilavesiyle sertlikte meydana gelen verilmektedir. %0.3 Si ilavesine kadar sertlikte

Ünal, M., Koç, E., Türen, Y., Gül, F., Candan, E. hafif düşüş gözlenirken, %0.4 Si ilavesi ile birlikte sertlikte oransal bir artış kıyasla tane sınırlarındaki fazlar incelmiş veya kesintiye uğramıştır ki bu yaklaşımı desteklemektedir. 4. Sonuçlar Sertlik, HV 95 90 85 80 75 70 65 60 Si elementinin AZ91 alaşımına ilavesiyle akıcılık azalmaktadır. % 2.0 Si ilavesinde akıcılıkta %25 düşüş AZ91 ve %0.2 den %2.0 a kadar Si ilavesinde sıcak yırtılmalar AZ91 alaşımına Si elementinin ilavesi ile alaşımın çekmeakma dayanımı yükselmiştir. %0.3 Si ilavesinden sonra %uzamada ve sertlikte orantılı artış Kaynaklar Şekil 7. Si içeriğine bağlı olarak AZ91 alaşımının sertlikteki Şekil 8 de ise AZ91 e Si ilavesiyle %uzamadaki verilmektedir. %0.5 Si ilavesinden sonra %uzamada artış gözlenmektedir. % uzama 7 6 5 4 3 2 Şekil 8. Si içeriğine bağlı olarak AZ91 alaşımının sertlikteki Artan Si miktarı ile birlikte çekme dayanımının artması oluşan Mg 2Si intermetalik fazına bağlanabilir. Artan Si miktarıyla birlikte AZ91 mikroyapısında taneler arasında bulunan Mg 17Al 12 fazı dikkate değer biçimde değişikliğe uğramış ve tane sınırlarındaki fazlar incelerek α-mg taneleri arası mesafe daralmıştır. Bu noktadan çekme dayanımının artması beklenen bir sonuçtur. Diğer taraftan Mg 2Si intermetaliğinin dislokasyonları engelleme etkisini de göz ardı etmemek gerekir. %1 ve %2 Si ilaveleri ile sertlik artışı gerçekleşmektedir. Bunun nedeni Şekil 2 d- e de görüldüğü gibi Mg 2Si intermetalik fazlarının yapıda partikül şeklinde dağılmış olması olarak açıklanabilir. Her ne kadar artan Si miktarı ile yapıda kabalaşmış Mg 2Si fazları artsa da hem sertlik hem de % uzama artmıştır. Bunun nedeni detaylı çalışmayı gerektirmekle birlikte Mg 2Si fazının sertliği artırırken taneler arasında bulunan Mg 17Al 12 fazının bir miktarını da Al-Mg 2Si ötektiği oluşturarak azalttığı kanısı ağır basmaktadır. Şekil 2 b- e deki mikroyapılar dikkat edildiğinde AZ91 mikroyapısına [1] Friedrich, H., Schumann, S., Research for a new age of magnesium in the automotive industry, Journal of Materials Processing Technology, 117: 276-281, 2001. [2] Gaines, L., Cuenca, R., Stodolsky, F., Wu, S., Potential Automotive Uses of Wrought Magnesium Alloys, Automotive Technology Development, Detroit, Michigan, 1-7, 1996. [3] Eliezer, D., Aghion, E., Froes, F.H., Magnesium Science, Technology and Applications, Advanced Performance Materials, 201-212, 1998. [4] Barber, L.P., Characterization of the Solidification Behavior and Resultant Microstructures of Magnesium-Aluminum Alloys, A Thesis of Master, Worcester Polytechnic Institute, Worcester, 10-46 2004. [5] Zhang, Z., Development of Magnesium-Based Alloys for Elevated Temperature Applications, Doctor of These, Faculte Des Sciences Et De Genie Universite, Quebec-Canada, 2-75, 2000. [6] Johansson, S., Magnesium Alloys, Summary of chapter 1-7 in Light alloys by I.J.Polmear, Engineering Materials, 5: 17-20, 2002. [7] Schwam, D., Wallace, J.F., Zhu, Y., Viswanathan, S., Iskander, S., Enhancements in Magnesium Die Casting Impact Properties, Final Report, Case Western Reserve University DOE-FC07-98ID13611, Ohio, 5-22, 2000. [8] Kazdal, H.K., Magnezyum Alaşımları : Otomotiv Endüstrisinde Uygulaması ve Geleceği, Tubitak, Marmara Araştırma Merkezi, Kocaeli, 3-39, 1999. [9] Vogel, M., Mikrostruktur und Kriechverhalten von Magnesium-Druckgusslegierungen im System Mg-Zn- Al-Ca, Doktors, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stutgart, 6-20, 2002. [10] Aizawa, T., Song, R., Mechanically induced reaction for solid-state synthesis of Mg 2Si and Mg 2Sn, Intermetallics, 14: 382-391, 2006. [11] Ünal, M., Magnezyum Alasımlarının Döküm Özelliklerinin incelenmesi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2008. [12] Sabatino, M.D., Syvertsen, F., Arnberg, L., Nordmark, A., An improved method for fluidity measurement by gravity casting of spirals in sand moulds, International Journal of Cast Metals Research, 18: 59-62, 2005.

[13] Cao, G., Kou, S., Hot cracking of binary Mg Al alloy castings, Materials Science and Engineering, 417: 230-238, 2006. [14] Yokoyama, T., Impact Tensile Stres-strain Characteristics of Wrought Magnesium Alloys, Published in Strain, 39: 167-175, 2003. [15] Wang, Q., Lu, Y., Zeng, X., Ding, W., Zhu, Y., Li, Q., Jie, L., Study on the fluidity of AZ91+xRE magnesium alloy, Materials Science and Engineering, 271: 109-115, 1999. [16] Lee, C.D., Shin, K.S., Effect of microporosity on the tensile properties of AZ91 magnesium alloy, Acta Materialia, 55: 4293-4303, 2007. [17] Balasubramani, N., Srinivasan, A., Pillai, U.T.S., Pai, B.C., Effect of Pb and Sb additions on the precipitation kinetics of AZ91 magnesium alloy, Materials Science & Engineering, 457: 275-281, 2007. [18] Feng, X., Xuegang, M., Yangshan, S., Microstructures and mechanical properties of AZ91 alloy with combined additions of Ca and Si, Journal Materials and Science, 41: 4725-4731, 2006. [19] Candan, E., Wettability and Pressurized Infiltration of Ceramic Powder Compacts by Metallic Melts, Ph.D. Thesis, Department of Engineering Materials University of Sheffield, Sheffield, 38-39, 1998. [20] Wang, Y., Wang, Q., Wu, G., Zhu, Y., Ding, W., Hottearing susceptibility of Mg-9Al-xZn alloy, Materials Letters, 57: 929-934, 2002. Ünal, M., Koç, E., Türen, Y., Gül, F., Candan, E.