Al-Si-xCu alaşımlarının dökümü ve karakterizasyonu
Casting and charaterization of Al-Si-xCu alloys
Yazar: ERDEM KARAKULAK
Danışman: PROF. DR. MUZAFFER ZEREN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Metal döküm = Metal casting

Özet:
Özellikle otomotiv ve havacılık sektöründeki gelişmelerin yanında yakıt tüketimi, çevrenin korunması ile ilgili kısıtlamalar araçların hafifletilmesini teşvik etmektedir. Bu doğrultuda alüminyum ve alaşımlarının kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Bu çalışmada endüstride yoğun olarak kullanılan Al-Si döküm alaşımlarına farklı oranlarda bakır ilavesi yapılarak ısıl işlemle sertleşebilen üçlü alaşım grubunun özellikleri incelenmiştir. Farklı ısıl işlemler sonrasında malzeme özellikleri döküm konumundaki özelliklerle karşılaştırılmıştır. Numunelerin sertlik, aşınma dayanımı, çekme mukavemeti ve uzaması, korozyon dayanımı, talaşlı işlenebilirlik gibi özellikleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar maksimum sertlik ve aşınma dayanımının 550 °C?de 8 saat çözeltiye alma sonrasında 200 °C?de 6 saat yaşlandırma ile yakalandığını göstermiştir. Maksimum sertlik değerini veren ısıl işlemlerin uygulandığı çekme numuneleri ise döküm konumuna göre daha yüksek mukavemet değerleri göstermiştir. Isıl işlemle tane sınırlarındaki intermetaliklerin çözünmesi kopma mukavemetinin yanında alaşımların kopma uzamasının yani sünekliklerinin de artmasını sağlamıştır. Korozyon testleri ve korozyona uğramış numunelerin yüzey incelemeleri, döküm konumunda ve ısıl işlemlenmiş konumda numunelerin korozyon davranışının tamamen değiştiğini göstermiştir. Döküm konumunda taneler arası korozyon oluşurken ısıl işlem sonrası homojen korozyon oluşumu tespit edilmiştir. İşlenebilirlik testleri ise bakır ilavesi ya da ısıl işlem ile sertliğin artmasının işleme sırasında oluşan kesme kuvvetlerinin artmasına neden olduğunu ortaya koymuştur.

Abstract:
ABSTRACT
Especially recent developments in aircraft and automotive industries and restrictions about fuel consumption, environmental protection promote lightness of the vehicles. Accordingly usage of aluminum and aluminum alloys increases day by day. In this study properties of age hardenable alloys from Al-Si-Cu alloy family obtained by adding different amounts of Cu to industrial Al-Si alloy were investigated. The properties of the as cast alloys were compared with alloys after different heat treatments. Hardness, wear resistance, tensile strength and elongation, corrosion resistance and machinability of the specimens were investigated. The results show that maximum hardness and wear resistance was obtained in the specimen aged for 6 hours at 200 °C after solution heat treatment for 8 hours at 550 °C. Heat treated specimens for maximum hardness show higher tensile strength than the as cast samples. Dissolution of the intermetallic phases in the grain boundaries leads to an increase in the ductility of the alloys and increases elongation in the tensile tests. Corrosion tests and investigation of the corroded surfaces of the samples show that the corrosion behaviour of the alloys changes entirely after heat treatment. In the as cast condition intergranular corrosion is reported, after heat treatments the corrosion occured homogeneously in the corroded surface of the samples. Machinability tests show that increasing hardness of alloys with copper addition or with heat treatments causes an increase in the cutting forces during machining.