Ticari 7075 alüminyum alaşımının sıcak dövme davranışının incelenmesi
Investigation of hot forging behavior of commercial 7075 aluminum alloy
Yazar: YAVUZ SELİM ÖZYILDIZ
Danışman: PROF. DR. MEHMET TARAKÇI
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Al-7075 alaşımının 300 C ile 450 C sıcaklık aralığında endüstriyel üretim şartlarında sıcak dövme işlemi gerçekleştirilmiştir. Sıcak ekstrüzyonla üretilmiş Al-7075 alaşım % 50 oranında dövülerek deforme edilmiştir. Sıcak dövülen numunelerin mekanik ve mikroyapı özellikleri karakterize edilmiştir. Bu amaçla, mekanik özellikleri belirlemek için çekme ve sertlik cihazları, faz analizi için XRD cihazı, mikroyapı incelemesi için OM ve SEM-EDS cihazları kullanılmıştır.
Yapılan XRD analizinde, saf Al fazı, Al20Cu15Fe65, MgZn2, Al4Cu9 ve AlCu4 intermetalik fazları tespit edilmiştir. Al4Cu9 fazı sıcak dövülen numunelerin sadece Y yönlerinde görülmüştür. AlCu4 fazı sadece yüksek sıcaklıklardaki dövme işlemlerinde ve Y yönünde görülmüştür. Mikroyapı incelemesi sonucunda, malzemede fiber tekstür yapısı geliştiği görülmüştür. Ancak yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilen sıcak dövme işleminden sonra, fiber tekstüre yapısının bozulduğu tespit edilmiştir. SEM-EDS analiz sonucunda, mikroyapıdaki intermetalik çökelti fazlarının, Al, Cu, Mg, Zn elementlerince zengin olduğu bulunmuştur. Bazı durumlarda, Si ve Fe elementlerince zengin intermetalik çökeltilerinde olduğu görülmüştür. Sıcak dövme sonrasında, Al-7075 alaşımın çekme mukavemetinin artan sıcaklıkla arttığı, ancak 425 C sıcaklıktan sonra mukavemetin düştüğü tespit edilmiştir. Ayrıca, artan sıcaklıkla akma ve çekme mukavemet değeri verilerinde saçılmalar artmıştır. Artan dövme sıcaklığı ile % uzama ve % kesit daralması azalmış ancak dövme sıcaklığı 450 °C yükseldiğinde bir miktar artmıştır. Sertlik değerleri de artan sıcaklık ile artmış, ancak 450 °C'de dövülen alaşımın sertlik değeri düşmüştür. 450 °C sıcaklıkta dövülen numunelerde sıcak yırtılma görülmüştür.

Abstract:
In this study, hot forging of Al-7075 alloy was carried out under industrial production conditions in the temperature range of 300 °C to 450 °C. Al-7075 alloy produced by hot extrusion process has been deformed by forging at 50 % deformation. The mechanical and microstructural properties of the hot forged samples were characterized. For this purpose, tensile and hardness devices were used to determine mechanical properties, XRD device was used for phase analysis, OM and SEM-EDS devices were used for microstructure examination.
In the XRD analysis, pure Al phase, Al20Cu15Fe65, MgZn2, Al4Cu9 and AlCu4 intermetallic phases were detected. Al4Cu9 phase was seen only in Y directions of the hot forged samples. AlCu4 phase was seen only at high temperatures forging operations and in the Y direction. As a result of the microstructure examination, it was observed that the fiber texture structure developed in the material. However, after the hot forging process at high temperatures, it was determined that the fiber texture structure deteriorated. As a result of SEM-EDS analysis, it was found that the intermetallic precipitate phases in the microstructure are rich in Al, Cu, Mg, Zn elements. In some cases, it has been found in intermetallic precipitates rich in Si and Fe elements. After hot forging, it was determined that the ultimate tensile strength of Al-7075 alloy increased with increasing temperature, but the strength decreased after 425 °C. In addition, scattering increased in yield and tensile strength values with increasing temperature. With increasing forging temperature, % elongation and % area reduction decreased, but increased slightly when forging temperature increased to 450 °C. The hardness values also increased with increasing temperature, but the hardness value of the alloy forged at 450 °C decreased. Hot tearing was observed in the samples forged at 450°C temperature.