Ekstrüzyon prosesinin Mg-Gd-Zn-Ca alaşımının mikroyapı, mekanik ve korozyon özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of extrusion process on microstructure, mechanical and corrosion properties of Mg-Gd-Zn-Ca alloy
Yazar: SONER ARI
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN ZENGİN
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Hafif metal malzemeler = Light metal materials

Özet:
Bu çalışmada, Mg-2Gd-2Zn-0.2Ca-0.1Zr (ağırlıkça %) alaşımının (GZX220) sabit kalıba dökümü yapılmış, ardından 400 °C' de 24 saat boyunca homojenleştirilmiş ve son olarak 250 °C, 300 °C, 350 °C ve 400 °C olmak üzere dört farklı sıcaklıkta ekstrüzyon ile şekillendirilmiştir. Elde edilen numunelerin mikroyapı, mekanik ve korozyon özellikleri incelenmiştir. Mikroyapı incelemeleri optik (OM) ve taramalı elektron mikroskopları (SEM) ile yapılmıştır. Mekanik özellikler, oda sıcaklığında çekme ve basma testleri ile incelenmiştir. Korozyon özellikleri, oda sıcaklığında %3,5 NaCl çözeltisi içinde daldırma ve elektrokimyasal korozyon testleri ile analiz edilmiştir. Sonuçlar, döküm alaşımının α-Mg, Mg3Gd2Zn3, Ca2Mg6Zn3 ve Mg5Gd fazlarından oluştuğunu, homojenizasyon işleminden sonra ise ikincil faz partiküllerinin çoğunun matris fazı boyunca kısmen çözündüğünü göstermiştir. α-Mg
taneleri, dinamik yeniden kristalleşme (DYK) nedeniyle ekstrüzyonla önemli ölçüde inceltilmiştir. Düşük ekstrüzyon sıcaklıklarında, daha yüksek bazal tekstür yoğunlukları gözlenmiştir. Ekstrüzyon işlemi, mekanik özelliklerde dikkate değer bir gelişme ile sonuçlanmıştır. Ekstrüze edilmiş alaşımların mukavemeti, artan ekstrüzyon sıcaklığı ile sürekli bir düşüş göstermiştir. Ekstrüzyon sıcaklığı arttıkça akma mukavemetinde daha simetrik davranış gözlenmiştir. Alaşımın korozyon direnci, homojenizasyon ve artan sıcaklık ekstrüzyon proseslerinin ardından iyileştirme göstermiştir.

Abstract:
In this study, Mg-2Gd-2Zn-0.2Ca-0.1Zr (wt%) alloy (GZX220) was cast into a permanent mold, then homogenized at 400 °C for 24 hours and finally formed by hot extrusion at four different temperatures of 250 °C, 300 °C, 350 °C. The microstructure, mechanical and corrosion properties of the obtained samples were investigated. Microstructure examinations were made with optical (OM) and scanning electron microscopes (SEM). Mechanical properties were investigated by tensile and compression tests at room temperature. Corrosion properties were analyzed by immersion and electrochemical corrosion tests in 3.5% NaCl solution at room temperature. The results showed that the casting alloy consists of α-Mg, Mg3Gd2Zn3, Ca2Mg6Zn3 and Mg5Gd phases, and after homogenization, most of the secondary phase particles were partially dissolved through the matrix phase. The α-Mg grains were significantly refined by extrusion due to dynamic recrystallization (DRX).  
Higher basal texture densities were observed at lower extrusion temperatures. The extrusion process resulted in a remarkable improvement in mechanical properties. The strength of the extruded alloys showed a gradual decrease with increasing extrusion temperature. As the extrusion temperature increased, more symmetrical behavior was observed in yield strength. The corrosion resistance of the alloy improved after homogenization and increasing temperature extrusion processes.