Al-Si alaşımlarında bifilmlerin sıcak yırtılmaya etkisi
The effect of bifilms on hot tearing in Al-Si alloys
Yazar: MUHAMMET ULUDAĞ
Danışman: PROF. DR. REMZİ ÇETİN ; DOÇ. DR. DERYA DIŞPINAR
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, alüminyum alaşımlarından üç farklı (A356, A413 ve A380.1) alaşım ve beş farklı (AlSr15, AlSr15+AlTi5B1, AlTi5B1, Al3B ve AlSr15+Al3B) ilave parametreleri kullanılmıştır. Tüm parametrelerde gaz giderme öncesi ve sonrası dökümler gerçekleştirilmiştir. Dökümlerde, bifilm indeks yardımı ile döküm kalitesinin belirleme amacı ile vakum altında katılaştırma testi (RPT) kum kalıbı, sıcak yırtılma analizlerini yapmak üzere de geleneksel T şekilli ve sınırlandırılmış çubuk döküm (CRC) sıcak yırtılma kum ve kokil kalıpları kullanılmıştır. RPT dökümlerinden elde edilen parçalar dikey olarak ikiye bölünmüş ve parçalardan birinin yüzeyi metalografik numune hazırlama işlemlerine tabi tutulduktan sonra görüntü analiz programları yardımıyla bifilm hesaplamaları yapılmıştır. Geleneksel T şekilli ve CRC sıcak yırtılma dökümlerinde, sıcak yırtılma analizleri ilk olarak görsel, sonra taramalı elektron mikroskobu (SEM) yardımı ile metalografik olarak incelenmiştir. Ayrıca, sıcak yırtılma test kalıplarının MagmaSoft yardımı ile döküm simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen simülasyon bulguları ile deneysel çalışma bulguları karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışma ve sonrasında gerçekleştirilen tüm incelemeler sonucunda, sıcak yırtılma hatasının katılaşma morfolojisine bağlı olarak bifilmlerden kaynaklı oluştuğu bulunmuştur. Farklı katılaşma morfolojilerine sahip alaşımlarda bifilmlerin miktarı, dağılımı ve geometrisi farklılık göstermektedir. Bifilmlere ait bu üç karakteristik özellik aynı anda değerlendirildiğinde, bifilmler temizlenerek sıcak yırtılmanın önlenebileceği anlaşılmıştır.

Abstract:
In this thesis study, three different alloys (A356, A413 and A380.1) and five different addition parameters (AlSr15, AlSr15+AlTi5B1, AlTi5B1, Al3B and AlSr15+Al3B) were used. For all the parameters, samples were collected before and after degassing. Reduced pressure test (RPT) method was used to measure casting quality by calculating the bifilm index. T shape hot tear molds (permanent and sand) and CRC hot tear molds (permanent and sand) were used to examine hot tearing formation. Samples from RPT castings were cut vertically (cross section) and one half was prepared with sandpaper for image analysis. Bifilm calculations were done using an image analysis software. In T shape hot tear and CRC hot tear castings, hot tearing examinations were carried out first by visually and then scanning electron microscopy (SEM) and metallographically were used. Additionally, casting simulation of hot tearing molds was analyzed by MagmaSoft. The results of casting simulation were compared with the results of the experimental studies. As a result, it was found that bifilms are the most important factor for hot tearing depending on solidification morphology. Amount, distribution and geometry of bifilm were found to differ in castings that have different solidification morphology. The mechanism of hot tearing was determined by the presence of bifilm and it could be prevented by removing bifilms from the melts.