Alüminyum alaşımları dökümünde akış oranının mekanık özelliklere etkisi
The effect of flow rate on mechanical properties of aluminum alloy casting
Yazar: FURKAN BAYTAR
Danışman: DOÇ. DR. TANSEL TUNÇAY
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, döküm parçaların yolluk sistemlerinin akış oranlarına bağlı olarak mekanik özelliklere üzerine etkisini araştırması üzerine yapılmıştır. Bu aşamada, farklı (dairesel, dikdörtgen, kare ve ikizkenar üçgen) geometride, eşit hacim ve ağırlığa sahip döküm boşlukları ve sabit yolluk sistemi tasarlanmıştır.  Çalışmada, Al-Si-Mg alüminyum alaşımı ile döküm işlemi gerçekleştirilmiştir. Yapılan döküm malzemelerinde akış oranının belirlenmesi için, ısıya dayanıklı cam ile akış karakteristiği incelenmiştir. Farklı geometriye sahip döküm malzemelerin mekanik özellikleri sertlik ve çekme testi üzerinden değerlendirilmiştir. Mikro yapıda oluşan döküm hataları, optik ve tarama elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Sonuç olarak, sıvı metalin kalıp boşluğunu doldurduğu zaman aralığı sıvı metalin doldurduğu kesit alanına ve döküm geometrisine bağlı olarak değişmiştir. Farklı geometriye ve eşit hacime sahip kalıp boşluklarındaki dolum süresi ve akış oranları farklıdır.  Mikro yapı görüntülerinde dendritik yapı, oksit filmler ve intermetalik fazlara rastlanmıştır. Makro 
sertlik değerlerinde dikkate değer bir fark elde edilememiştir. Çekme test sonuçlarında ise, en yüksek çekme mukavemeti ve yüzde uzama değeri kare geometrili kalıp boşluğunda, en düşük çekme mukavemeti ve yüzde uzama değeri dikdörtgen geometrili kalıp boşluğunda elde edilmiştir. Kırık yüzey incelemelerinde bifilmlerin kopmada etkin rol aldığı görülmüştür.

Abstract:
In this work, the effects of the flow rates of the runner systems on mechanical properties of casting parts has been studied. At the first stage of the work, casting cavities are designed with fixed runner system and different (circular, rectangular, square and isosceles triangle) runner system geometries with equal volume and weight. In the study, casting process was executed with Al-Si-Mg aluminium alloy. In order to determine the flow rate in the casting materials, liquid metal flow characteristics were examined with heat resistant glass. Mechanical properties of casting materials with different geometries were evaluated by hardness and tensile testing. Casting defects which formed in the microstructure were examined by optical and scanning electron microscopy. As a result, the time interval, when the liquid metal fills the mold cavity has changed depending on the cross-section area which the liquid metal fills in and the mold geometry. Filling time and flow rates in mold cavities with different 
geometries and equal volumes are different. Dendritic structure, oxide films (bifilms) and intermetallic phases were found in the microstructure images (OM and SEM). Remarkable difference was not obtained in macro hardness values. In the tensile testresults, the highest ultimate tensile strength and percent elongation value were obtained in the square geometry mold cavity, the lowest tensile strength and percent elongation value in the rectangle geometry mold cavity. From the examinations of the fracture surface, bifilms have been shown to take an active role in rupture.