Alüminyum alaşımlarının mikroyapı, mekanik özellikler ve aşınma direncine yaşlanmanın etkisi
The effect of age-hardening on microstructure, mechanical properties and wear resistance of aluminum alloys
Yazar: YUSUF DARIDERELİ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SELİM YILDIRIM
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Alüminyum günümüzde demir çelikten sonra en çok kullanılan metal durumundadır. Döküm özelliklerinin iyi olması ve birçok döküm yöntemine kolaylıkla adapte olması, mekanik özelliklerinin çeşitli metalurjik işlemler sonucu geliştirilebilmesi, yüksek elektrik ve ısı iletkenliği, düşük yoğunluğu, ince levha haline getirilebilmesi, alaşımlarının özelliklerinin tercih edilmesi, korozif özelliklerinin iyi olması, alüminyum kullanımının bu denli yaygın olmasının en önemli nedenleridir.Alüminyum doğada oksit, sülfat, florür ve silikat halinde çok değişik hallerde bulunabilirse de, kullanılan yegâne alüminyum cevheri, boksit adı verilen, hidratlaşmış bir alüminadır.Alüminyum ekstrüzyon endüstrisinde (profil, boru, çubuk, lama üretimi) en çok kullanılan malzemelerden birisi olan AA 6063 alaşımı işlem alüminyum alaşımları ve ısıl işlem ile sertleştirilebilen alüminyum alaşımları grubundandır. Biçimlenebilme kabiliyeti yüksek olan, ısıl işlem ile mekanik değerleri önemli ölçüde arttırılabilen bu alaşım, genel olarak bir Al-Mg-Si alaşımıdır.Bu çalışmada;AA 6063 alaşımında yaşlandırma ısıl işleminin, mekanik özelliklere ve aşınma davranışlarına etkisi belirlenmiştir. İlk etapta çalışmalarında; deneylerde kullanılacak olan numuneler, AA 6063 alaşımından üretilmiş biyet hammaddesinden, ekstrüzyon işlem kademelerinden geçirilerek üretilmiş olup, sonrasında solüsyona alma, su verme ve farklı sıcaklıklarda ( 175-185-200-215°C ) ve sürelerde ( 1,5-2-3-5-8-10 saat ) yaşlandırma ısıl işlem kademelerinden geçirilerek, farklı özelliklerde numuneler elde edilmiştir. İkinci etap çalışmalarda; uygulanan ısıl işlemler sonucunda farklı özelliklerde elde edilen numunelere, sertlik, çekme, darbe, aşınma deneyleri yapılarak, mekanik özellikleri ve aşınma dirençleri belirlenmiştir.Sonuç olarak; söz konusu alüminyum alaşımının mekanik özelliklerine yaşlanma ısıl işleminin etkisi belirlenerek, optimum yaşlanma koşulunun 175°C'de 8 saat olduğu saptanmıştır. Bunun yanında 185°C'de 5 saat yapılan yaşlandırma işleminin de oldukça uygun sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Ayrıca, yaşlandırma ile artan sertliğin, aşınma direncini de artırdığı görülmüştür.

Abstract:
These days aluminum is the most widely used metal after iron and steel. Casting properties of aluminum are good and many casting methods are easily adapted. Its mechanical properties can be developed by various metallurgical applications. High electrical and thermal conductivity, low density, very thin aluminum sheets, preferable aluminum alloys, good corrosive properties are the most important reasons why aluminum usage is so widespread.Aluminum can be found in many different cases as oxide, sulfate, fluoride and silicate in the nature, but the only unique aluminum ore is a kind of alumina hydrate called bauxite.AA 6063 alloy which is one of the most commonly used material in aluminum extrusion industry (profile, pipe, bar, sheet production), is in the group of work and heat treatable aluminum alloys. This alloy, which has high forming ability and heat treatment can be significantly increased the mechanical properties, is an Al-Mg-Si alloy in general.In this study,The effect of precipitation hardening process in AA 6063 alloy on mechanical properties and wear resistance was investigated.At the first stage of the study, the samples which are used in the experiments were produced from AA 6063 rods which is extrusion processed from billet raw material by the same time solid solutioned. Then the samples quenched and aged at different temperatures (175-185-200-215°C) and times (1,5-2-3-5-8-10 hours), so the samples in different properties were obtained.At the second stage studies; to the samples in different properties results from heat treatments applied, hardness, tensile, impact and abrasion tests were applied. The mechanical properties and abrasion resistance of the samples are determined.As a results, the effect of age-hardening heat treatment on mechanical properties of the aluminum alloy in question was determined, the optimum aging condition was found as 175°C ageing temperature for 8 hours. 185°C ageing temperature for 5 hours was also determined to give consistent results. Besides, it?s determined that increasing the hardness with aging, the wear resistance was increased.