Al-Cu tozlarından eşit kanal açısal presleme yöntemi ile yaşlandırılabilir alaşımların üretilebilirliği
The producibility of age hardenable alloys from Al-Cu powders by equal channel angular pressing
Yazar: GÖZDE VAREL
Danışman: DOÇ. DR. AHMET GÜRAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Kütlece %4Cu olacak şekilde Al ve Cu tozları ön karıştırma ile harmanlanmış daha sonrasında EKAP kalıbında farklı sıcaklık ve pas sayıları ile preslenerek ve bir de klasik toz metalurjisi yöntemi ile üretilmiştir. 600oC'de 2 saat sinterlenmiş malzemelerin birer örnekleri 4 saat, diğerleri de 8 saat boyunca 550oC'de çözündürülmüştür ve ardından oda sıcaklığında su verilmiştir. Her biri belirli zaman aralıklarında 190oC'de toplamda 20 saat olacak şekilde yaşlandırılmıştır. Isıl işlemler öncesi (ham), sinterleme sonrası, 4 ve 8 saatlik çözündürmeler sonrası malzemelerin mikro-sertlik ölçümleri, yoğunluk ölçümleri ve mikro-yapı analizleri yapılmıştır. Yaşlandırma eğrisinin ve pik sertliğinin belirlenmesi için yaşlandırma zaman aralıklarında malzemelerin mikro-sertlikleri ölçülmüştür. Çözündürme işlemleri sonrası tüm malzemelerde %90'dan fazla yoğunlaşma oranı elde edilmiştir. Dört saat çözündürme sonrası EKAP ile üretilmiş malzemelerin yoğunlaşma oranları sekiz saat çözündürme işlemine göre daha yüksektir. Çözündürme süresi yaşlandırma uygulanmadan önceki malzemelerin mikro-sertliğini çok etkilememiştir. EKAP ile üretilen malzemelerin mikro sertliği klasik toz metalurjisi ile üretilen malzemelerin mikro-sertlikleri arasında ciddi farklar gözlenmezken, EKAP'ın aşırı plastik deformasyon ile dislokasyon yoğunluğunu artırması, toz alaşımlandırma ile üretilen malzemelerin dayanımlarına olumlu etki yapmıştır. Mikro-yapı analizlerinde EKAP ile üretilen malzemelerde intermetalik Al/Cu bileşeni gözlenmiştir. Yaşlandırma işlemi sonunda tüm malzemelerin yaşlanma-sertlik eğrisi elde edilmiş pik sertlikleri ölçülmüştür. Malzemeler 10 ve 15 saatler arasında yaşlanmışlardır ve en yüksek sertlikler bu saatlere göre sırasıyla 101,3 HV ve 105,3 HV ile EKAP ile üretime aittir. Bulunan bu optimum yaşlanma süresi; malzemelerin son numunelerinin aynı sıcaklıkta yaşlanması için kullanılmıştır ve mikro-yapı analizleri yapılmıştır. Sekiz saat çözündürme sonucu yaşlanan malzemelerin mikro-yapısında daha yoğun Al/Cu intermetaliklerine rastlanmıştır.

Abstract:
Al-4%(wt.)Cu powders were prepared by pre-mixing. These pre-mixed powders were compacted by two different methods: production by ECAP and classical powder metallurgy method. After these processes, all specimens were sintered at 600oC for 2 hours under inert atmosphere. One sample of the materials was solution treated for 4 hours while other samples were solution treated for 8 hours at 550oC and then they were quenched at room temperature. All of the specimens were aged between particular time periods at 190oC. Micro-hardness, density measurements and microstructure analysis were carried out before thermal process applications (green compact), after sintering and 4 and 8-hour solution treatments. After solution treatment, all specimens reached 90% densification rate. Materials produced by ECAP and four-hour solution treated had higher densification rate than the others. Solution treatment time period hardly affected the microhardness of the materials before they were aged. Microhardness measurements of the materials produced by ECAP and P/M showed no difference until ageing treatment. The dislocation density produced by severe plastic deformation of the ECAPed samples affected the micro-hardness positively as they were produced by powder alloying. During microstructure analysis Al/Cu intermetallic components were seen at the ECAPed samples. After the ageing process ageing-microhardness plot was obtained for all samples. All materials were aged between 10-15 hours and the highest micro hardness of them according to the ageing times were 101,3 HV and 105,3 HV respectively. These micro-hardness values belonged to samples which were produced by ECAP method. Optimization time was used to age the remaining samples of the materials which were only solution treated for 4 and 8 hours. SEM and EDS analysis results of microstructure of the aged materials were given and it was seen that 8-hour solution treated and aged samples had much more intermetallic Al/Cu components.