Etial 177 alaşımının dökümünde makro ve mikro porozite oluşumunun modellenmesi
Modelling of micro and macro porosity formation in cast Etial 177 alloy
Yazar: YALÇIN YURTSEVEN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. RAMAZAN KAYIKCI
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Alüminyum alaşımları = Aluminum alloys ; Döküm alaşımları = Casting alloys ; Döküm hataları = Casting defects ; Döküm kalıpları = Casting molds

Özet:
Bu çalışmada ticari bir döküm simülasyon yazılımı kullanılarak kuma dökülen Etial177 alüminyum döküm alaşımının katılaşması sırasında hacimsel küçülmeye bağlı çekme ile oluşan makro ve mikroporozitenin modellenmesi incelenmiştir.Primer Etial177 alaşımı ergitildikten sonra makro ve mikroporozite oluşturmak üzere özel olarak tasarlanan kum kalıplara dökülmüştür. Katılaşan ve soğuyan dökümlerin iç kesitlerinde oluşan makro ve mikro porozite değerleri ölçülerek döküm simülasyon programından aynı şartlarda modellenen dökümlerden ölçülen porozite değerleri ile karşılaştırılmıştır. Simülasyon modellemeleri için programa girilen soğuma eğrileri gerçek dökümlerin soğuması sırasında ölçülen zaman-sıcaklık değerleri ile tanımlanmış ve böylece gerçek dökümler ile modellenen dökümler arasında bire birlik sağlanmıştır. Porozite oluşumunun modellenmesi sırasında sıvı-katı bölgesinin (maşi bölgesi) geçirgenlik sınırını tanımlayabilmek açısından dökümlerde ve modellemelerde hiç tane inceltilmemiş ve çok iyi tane inceltilmiş dökümler kullanılmıştır.İncelemede, metal ergitme, tane inceltme, kuma döküm, döküm simülasyonu, metalografi, optik mikroskop, mikro yapı görüntüleme ve görüntü analizi teknikleri kullanılmıştır.Sonuçlar, bu çalışmada kullanılan Etial177 alaşımının dökümünün simülasyon programında modellenmesi ile elde edilen porozite dağılımı ile kuma dökülen gerçek dökümlerden ölçülen porozite dağılımı arasında bire bir benzerlik bulunduğunu göstermiştir. Sonuçlar ayrıca dökümlerin bilgisayar modellemelerinde en önemli sınır şartlarından birisi olan ve ? kritik katı oranı? olarak tanımlanan maşi bölgesi geçirgenlik sınırının kaba taneli dökümlerde %35 sınırlarında olduğunu, buna karşılık iyi tane inceltilmiş dökümlerde bu değerin %50-55 seviyelerine yükseldiğini göstermiştir.Anahtar kelimeler: Etial177, alüminyum alaşımları, porozite, beslenebilirlik, katılaşma, döküm

Abstract:
In this study, using a commercial casting simulation software and sand cast Etial 177 casting alloy micro and macro porosity which occurs due to the volumetric shrinkage during solidification, have been investigated.After being melted the Etial 177 alloy was sand cast into moulds which has a special geometrical design to produce micro and macro shrinkage. Following solidification and cooling of reel castings the measured micro and macro porosity values were compared with the porosity values obtained from computer simulation model. The cooling curve of the alloy in the computer model was defined using the time-temperature data measured from the sand castings so that a good match between the reel castings and the computer modeling was achieved. During modeling of porosity formation for precise definition of the permeability limits of the mushy zone none grain refined and well grain refined castings were used.During this study, melting, grain refining, sand casting, casting simulation, metallography, optical microscopy, microstructure presentation and image analysis techniques have been employed.Results showed good similarity between porosity obtained from simulation model of sand cast Etial 177 alloy and the porosity measured from reel castings. Results also showed one of the most important boundary condition in modeling casting the mushy zone permeability, which is defined by so called ?critical solid fraction? ratio was as low as 35% in non grain refined alloy but it increased to 50-55 % in well grain refined alloy.Key Words: Etial177, porosity, feeding ability, solidification, casting.