Alaşım elementlerinin magnezyumun mikroyapı ve mekanik özelliklerine etkilerinin incelenmesi
The effects of the alloy elements on microstructure and mechanical properties of magnesium
Yazar: YİĞİT ERÇAYHAN
Danışman: DOÇ. DR. NURŞEN SAKLAKOĞLU
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alaşım elementleri = Alloy elements ; Kadmiyum = Cadmium ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Mikroyapı = Microstructure ; İndiyum = Indium

Özet:
Bazen özel nedenlerle, kalsiyum, stronsiyum, zirkonyum, kadmiyum, indiyum, gümüş, silisyum, berilyum, lityum, toryum ve kalayla da magnezyum alaşımları yapılır. Bu çalışmada AZ91 magnezyum alaşımının mikroyapı ve mekanik özelliklerine % 0,2-%0,8 oranlarında ilave edilen In ve Cd elementinin etkisi incelenmiştir. Bu alaşım elementlerinin ilave edilmesindeki amaç ise literatürde magnezyum alaşımlarının bu elementlerle yok denecek kadar az çalışma olması ve ayrıca In elementinin periyodik tabloda Al elementi ile aynı grupta, Cd elementinin Zn ile aynı grupta olmasından dolayı Al ve Zn elementlerinin Mg nin mekanik özelliklerini iyileştirdiği gibi bu elementlerinde aynı etkiyi yapabilecek olduğu düşüncesi olarak gösterilebilir. Deneysel çalışmanın ilk adımında AZ91 alaşımı alaşım elementleri eklenerek gravite yöntemiyle dökülmüştür ve döküm işlemi 700°C de gerçekleştirilmiştir. Dökülen magnezyum alaşım külçeleri metalografik ve mekanik testlere uygun bir şekilde işlenerek numune çıkarılıp, deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışamanın ikinci adımında yapılan metalografik inceleme için metal mikroskobu kullanılmış, ayrıca SEM-EDS çalışması yapılmıştır. Ayrıca fazların tayini için XRD çalışması da yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda In ve Cd elementinin ilavesiyle Mg17Al12 intermetalik fazının yapıda daha kopuk bir şekilde dağıldığı gözlenmiştir. In ilavesi ile tanelerin küçülme eğilimi gösterirken, Cd miktarı arttıkça tanelerin kabalaşmaya başladığı gözlemlenmiştir. Deneysel çalışmanın üçüncü adımı olan mekanik testler adımında ise In ve Cd ilavesinin genel olarak AZ91 alaşımının sertliğini %5-%10 oranında arttırırken, Cd ilavesinin alaşımın akma gerilmesinde kayda değer bir değişiklik gözlenmemiştir. Fakat In ilavesinde alaşımın akma gerilmesinin %5-%10 oranında arttırdığı gözlemlenmiştir. % kısalmasında kayda değer bir değişiklik olmadığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
Sometimes for some reasons magnesium alloys are alloyed with some elements such as calcium, strontium, zirconium, cadmium, indium, silver, silicon, beryllium, lithium, thorium, stannum. In this study, the effects of In and Cd addition varied between 0,2-0,8 wt % on the microstructure and mechanical properties of AZ91 magnesium alloy have been examined. The reasons of adding these elements into AZ91 alloy are that there are almost no research in the literature about the effects of In and Cd addition on the metallurgical and mechanical properties of AZ91 magnesium alloy and it was also thougt that these elements might have the same effects like Al and Zn on AZ91 alloy because In is in the same group with Al, Cd is in the same group with Zn in the periodic table. In the first step of the experimental study, gravity casting process was used to cast AZ91 alloy by adding In and Cd element at 700°C. After that magnesium alloy ingots were processed at suitable sizes for metallurgical and mechanical tests. In the second step of the experimental study, for the metallurgical experiment, the optic microscobe and SEM-EDS were used to investigate the microstructure of AZ91 alloy and XRD was used to determine the phases of AZ91 alloy. The results showed that as the In and Cd are added into AZ91 alloy, the intermetalic phase (Mg17Al12) is refined. It was obseved that increasing Cd content increased the grain sizes of the alloy and increasing In element decreased the grain sizes of the alloy. In the third step of the experimental study , It was observed that increasing the amount of In and Cd addition into AZ91 alloy increased the hardness by 5%-10% of AZ91 alloy respectively. But there was no significant changes for yield strength of AZ91 alloy by increasing the amount of Cd element. However, increasing the amount of In element increased the yield strength of the alloy by 5%-10% respectively. It was also observed that there was no significant changes for the shortening of AZ91 alloy.