Eriyik eğirme yöntemi ile üretilen Al 7075 alaşımlarının özellikleri üzerine farklı alaşım elementlerinin etkileri
Effect of different alloy elements on the properties of melt spun Al7075 alloy
Yazar: SAAD IBRAHIM BILNASIR ELBURNI
Danışman: PROF. DR. MUHAMMED FATİH KILIÇASLAN
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Erimiş metal = Molten metal ; Metal malzemeler = Metal materials

Özet:
Bu çalışmanın temel amacı otomotiv, havacılık, ve savunma sanayii gibi önemli alanlarda kullanılan ve halen araştırmacılar tarafından incelenen Al-7075 alaşımının mikroyapısal ve mekanik özelliklerine, farklı ağırlıkça yüzdelerde ilave edilen B ve Nb ilavelerinin etkisini incelemektir. Şerit alaşımları üretmek için kullanılan hızlı katılaştırma prosesi, dönme hızı 25 m/s olan bakır bir diskten oluşan, tek bir merdaneli ergiyik eğirici yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Şerit alaşımların mikroyapısal karakterizasyonu için optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu ve X-ışın difraksiyonu analizleri kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, gerek B gerekse Nb ilaveleri, alaşımın mikroyapısındaki -Al fazlarının tane boyutunda sürekli bir azalmaya yol açmıştır. B ilavesi ile, alaşımdaki ortalama tane boyutu, 0,45 m'den 0,34 m' ye doğru bir değişim göstermiştir. Nb ilavesi ile de, alaşımdaki ortalama tane boyutu, 9,1 m'den 2,46 m'ye doğru bir değişim göstermiştir. Ayrıca bu ilavelerin etkisiyle, -Al fazlarının dağılımı daha üniform olacak şekilde, şekilleri düzensiz halden eş eksenli bir hale doğru değişim göstermiştir. Diğer taraftan, bu ilaveler, mikroyapıdaki ikinci faz partiküllerinin boyut ve şekillerinde değişikliğe yol açmıştır. Her iki ilavenin etkisiyle, Al-7075 alaşımının mikrosertliğinde çarpıcı bir artış gözlenmiştir. Ağırlıkça %0,4 B ilaveli alaşımın mikrosertliği 0,19 GPa dır ki bu, bor ilavesiz alaşımın 0,10 GPa'lık mikrosertliğinin yaklaşık 2 katı idi. Ağırlıkça %1 B ilaveli alaşımın 0,21 GPa'lık mikrosertliği ise ağırlıkça %0.4 B ilaveli alaşımınkine göre çok az bir artış göstermiştir. Ağırlıkça %0.2 Nb ilaveli alaşımın mikrosertliği 0,45 GPa idi ki bu, Nb ilavesiz alaşımın 0,10 GPa'lık mikrosertliğinin yaklaşık 5 katı idi. Ağırlıkça %0,5 Nb ilaveli alaşımın 0,92 GPa'lık mikrosertliği de ağırlıkça %0,2 Nb ilaveli alaşımınkinin yaklaşık 2 katıydı.

Abstract:
The main purpose of this study is to examine the effect of B and Nb additives added in different weight percentages on the microstructural and mechanical properties of Al-7075 alloy, which is used in important fields such as automotive, aerospace and defense industries and is still being studied by researchers. The rapid solidification process used to produce ribbon alloys was carried out with the aid of a single roller melt spinner, consisting of means of a copper disc with a rotational speed of 25 m/s. Optical microscope, scanning electron microscope and X-ray diffraction analyzes were used for the microstructural characterization of the ribbon alloys. According to the results obtained, both B and Nb additives led to a continuous decrease in the grain size of the -Al phases. With the B additive, the average grain size in the alloy changed from 0,45 m to 0,34 m. With the Nb additive, the average grain size in the alloy changed from 9,1 m to 2,46 m. In addition, with the effect of these additives, the distribution of the α-Al phases has changed from an irregular state to a equiaxed state, so that the distributions of these are more uniform. On the other hand, these additives caused changes in the sizes and shapes of second phase particles in the microstructure. With the effect of both additives, a striking increase in the microhardness of the alloy was observed. The microhardness of the alloy with 0,4 wt. % B was 0,19 GPa, which was about 2 times the microhardness of 0,10 GPa of the alloy without the B additive. Whereas the microhardness of 0,21 GPa of the alloy with 1,0 wt. % B additive showed a slight increase compared to that of the alloy with 0,4 wt. B additive. The microhardness of the alloy with 0,2 wt. % Nb additive was 0,45 GPa, which was about 5 times the microhardness of 0.10 GPa of the alloy without the B additive. The microhardness of 0.92 GPa of the alloy with 0.5 wt. % Nb additive was also about 2 times that of the alloy with 0.2 wt. % Nb additive.