Al/Mg laminar yapılı kompozitlerin ekstrüzyonla üretilmesi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Al/Mg laminar composites produced by extrusion and investigation of mechanical properties
Yazar: GÜHER PELİN TOKER
Danışman: DOÇ. DR. FEHMİ NAİR
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Magnezyum, yapısal alanda kullanılan en hafif metal olmasının yanında yüksek özgül dayanıma sahiptir. Bu nedenle magnezyum ve alaşımları otomotiv ve havacılık sanayinde kendine yer bulmuştur. Ancak bu iki avantajlı özelliğinin yanında magnezyumun hegzagonal sıkı paket yapısına sahip olması nedeniyle plastik şekillendirilme özelliğinin ve korozyon direncinin düşük olması onun kullanım alanını sınırlandıran dezavantajlarıdır. Çalışmada magnezyumun hem avantajlı yönlerini kullanmak hem de dezavantajlı yönlerini desteklemek amacıyla alüminyum alaşımı kaplama malzemesi olarak seçilmiştir. Alüminyum korozyona karşı direncinin yüksek  ve oldukça sünek bir metal olduğu bilinmektedir. Bu özellikler göz önüne alınarak magnezyumun üzerine alüminyum kaplanması ile alüminyuma göre daha hafif, korozyon direnci yüksek ve tok bir malzeme sistemi imal edilmeye çalışılmıştır.
Bu çalışmada magnezyum AZ31 alaşımı öz malzeme, alüminyum AA6063 ise kaplama malzemesi olarak kullanılmış ve sıcak ekstrüzyon tekniği ile alüminyum-magnezyum iki metalli ürünler imal edilmiştir. Ekstrüzyon tekniği ile iki metalli ürünler eş zamanlı olarak ekstrüze edilirken metaller arasında mekanik birleşme de sağlamıştır.
İki metal bileşenli biletlerin ekstrüzyonun da farklı sıcaklıklar ve farklı ekstrüzyon oranları kullanılmıştır. Al/Mg iki metalli kompozit biletlerden silindirik ve kare kesitli çubuklar imal edilmiştir. Üretim parametrelerinin ürün özelliklerine etkisiyapılan mekanik testlerle incelenmiş ve optimum şartlar belirlenmiştir.  Ekstrüzyon sonrasında ürünlerin ekstrüzyon sıcaklığı arttıkça çekme ve basma dayanımlarının azaldığı, sünekliklerinin arttığı görülmüştür. Yine ekstrüzyon sıcaklığı artıkça mikro sertlik değerleri de düşüş göstermiştir. Ancak ekstrüzyon oranı dayanım değerlerinde sıcaklık kadar etkili olmamıştır. Ek olarak hem bilet kesitinden hem de ürün kesitinden hesaplanan yoğunluk değerleri alüminyumdan daha düşük çıkmıştır.

Abstract:
Magnesium is the lightest of all metals used in structural applications and has high specific resistance. Therefore, magnesium and alloys have found a place in the automotive and aerospace industries. However even having two advantageous property of magnesium, due to the hexagonal close package structure, plastic forming ability and corrosion resistance are low this disadvantages that limit its usage field. Although, both support of magnesium disadvantageous properties and use of advantageous properties, we chosen aluminum alloy for coating material. It's known that aluminum has high corrosion resistance and it is more than ductile to magnesium.  Given these features, when aluminum coating clads on magnesium core, made of material system which has high corrosion resistance, lighter than aluminum and more tough than magnesium.
In this study, AZ31 magnesium alloy is chosen for core and AA6063 aluminum alloy is chosen for coating material. These alloys hot extruded with co-extrusion technique and produced bi-metallic product. With the aid of co-extrusion technique, while bi-metallic billets simultaneously extruded, among the metals mechanically interlocked fittings.
Bi-metallic billets are extruded with four different temperatures and two different extrusion ratio.  Cylindrical and square cross bar are produced from Al/Mg bi-metallic composite billets. Effect of extrusion parameters on the product properties were investigated with mechanical tests for the optimum conditions. When extrusion temperature increased, compressive and tensile strength decreased but ductility increased however the extrusion temperature continue to increase, the micro hardness values were decreased. But extrusion ratio was not effective as extrusion temperature on the strengths. Otherwise density values which calculated both billet section and product section, lower than aluminum.