Al12Si alaşımının kokil kalıba dökümünde akıcılığa etki eden faktörlerin incelenmesi
Investigation of factors affecting fluidity in cast molding of Al12Si alloy
Yazar: YUNUS EMRE ASAN
Danışman: DOÇ. DR. MURAT ÇOLAK
Bayburt Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Alüminyum (Al) ve alaşımları birçok avantajlı özelliği sayesinde döküm endüstrisinde her geçen gün daha fazla kullanım bulmaktadır. Bu sebeple Al ve alaşımlarının kullanım alanı da genişlemekte ve bazı özelliklerinin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Al'nin döküm prosesini etkileyen en önemli parametre akıcılıktır. Bu çalışmada amaç; endüstriyel olarak yaygın kullanılan Al12Si alaşımının dökümünde akıcılığa etki eden parametrelerin kapsamlı deneysel çalışmalar ve modelleme teknikleri ile karşılaştırmalı olarak incelenmesidir. Dökümlerde kokil kalıp kullanılmış olup, akıcılık üzerinde etki ettiği düşünülen döküş yüksekliği, döküm sıcaklığı ve sıvı metal temizliği parametre olarak çalışılmıştır. Bu çalışma kapsamında, Etial-140 Al alaşımın kokil kalıba dökümünde mikro yapılarının ve akıcılık testlerinin incelenmesi için, tasarlanmış olan modellere dökümler gerçekleştirilmiştir. Yapılan dökümlerden elde edilen numunelerin testleri sonucunda geri kazanımı sağlanan Etial-140 Al'nin tekrar dökülebilirliği ve optimum döküm şartları belirlenmiştir. Döküm sıcaklıkları; 660℃, 700℃ ve 740℃ ve döküş yükseklikleri; 50 mm, 100 mm ve 150 mm seçilmiştir. Seçilen tüm parametrelerin akıcılık üzerine önemli derecede etkili olduğu tespit edilmiştir. Birincil külçeden elde edilen bulgulara göre, 100 mm döküş yüksekliği, 8 mm kesit kalınlığında 740℃'de gerçekleştirilen dökümde sıvı metal ilerleme mesafesi 300 mm iken, 660℃'de 207 mm ölçülmüştür. Spiral akıcılık kalıbında aynı şartlarda 740 ℃'de 352 mm, 660℃'de 191 mm sıvı metal ilerlemesi belirlenmiştir. Benzer şekilde döküş yüksekliğindeki artış akıcılığı artırmıştır. Sıvı metal temizleme işlemi de akıcılığı olumlu etkilemiştir. Mikro yapı incelemesi sonucunda en az gözenek ve istenmeyen faz oluşumu, 700℃ ve 100 mm döküş yüksekliğinde gerçekleştirilen döküm sonucunda gözlemlenmiştir.

Abstract:
Thanks to its many advantageous properties, aluminum (Al) and its alloys find more and more use in the casting industry. For this reason, the usage area is also expanding and some features need to be developed. In this context, the aim of our thesis will be on fluency, which is the first and most important stage of the casting process.The aim of this study is to comparatively examine the parameters affecting the fluidity in the casting of Al12Si alloy, which is widely used industrially, through comprehensive experimental studies and modeling techniques. A permanent mold was used in castings, and pouring height, casting temperature and liquid metal cleanliness, which are thought to affect fluidity, were studied as parameters. As a result of the tests of the obtained samples, the recastability of the recovered Etial-140 Al and the optimum casting conditions were determined. Casting temperatures; 660℃, 700℃ and 740℃ and pouring heights; 50 mm, 100 mm and 150 mm were selected. It was determined that all selected parameters had a significant effect on fluency. According to the findings obtained from the primary ingot, the liquid metal advancement distance in the casting performed at 740℃ with a pouring height of 100 mm and a section thickness of 8 mm was 300 mm, while it was 207 mm at 660℃. Similarly, the increase in pour height increased the fluidity. The liquid metal cleaning process also positively affected the fluidity. As a result of microstructure analysis, the least porosity and undesirable phase formation was observed as a result of casting at 700 ℃ and 100 mm casting height.