Dövme alüminyum parçalarının ısıl işlem pratiğinin geliştirilmesi
Improvement of heat treatment application of aluminium forged parts
Yazar: ÖMER SÜRMEN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET TARAKÇI
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Mikrosertlik = Microhardness ; Pres dövme = Press forging ; Sıcak dövme = Hot forging ; Yapay yaşlandırma = Artificial aging

Özet:
Endüstriyel uygulamalarda, alüminyumun sıcak dövülmesi 480°C'ye ısıtılmış stoklar yardımıyla gerçekleştirilmektedir. Çubuk, çoğunlukla indüksiyon ısıtma sistemi ile bir kaç dakikada istenilen sıcaklığa ısıtılmakta, takiben dövülerek şekillendirilmektedir. Parça oda sıcaklığına soğutulduktan sonra olağan ısıl işlemler uygulanarak sertleştirilmektedir.
Bu çalışmada, çözeltiye almak için tekrar ısıtılmasına gerek duyulmadan sıcak dövülmüş parçaya doğrudan su verilmesi ve yaşlandırılması ile yapı ve mekanik özelliklerdeki değişimin incelenmesi, nihai olarak doğrudan ısıl işlem görmüş parçaların geleneksel ısıl işlem görmüş parçalarla karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bunun ışığında AA 6082 alaşımının 3 farklı sıcaklık (480-510-540oC), 4 farklı sürede (7,5-15-30-60 dakika) ve bazılarına yük uygulamak kaydıyla, tüm numunelere su verme işlemi yapılıp yaşlandırma işlemi uygulanması yapılmıştır.
Her bir işlem sonucunda malzemelerin sertlik değerleri ölçülmüş ve çekme testleri yapılarak mekanik özellikleri belirlenmiştir. Tüm malzemelerin mikroyapıları optik mikroskop kullanılarak incelenmiştir. Bu numuneler üzerinde Taramalı Elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışınları Spektral analizleri (EDS) yapılmıştır
Çalışmalar sonucunda, 480°C'de herhangi bir tavlama süresi ve yaşlandırma sonrası bu alaşım için verilen standart durum olan 90 HB sertlik değerini sağlamak için yeterli olmamıştır. Daha yüksek bir tavlama sıcaklığı olarak 510°C seçilmiş ve aynı süreler bu sıcaklıkta tavlanan malzemeler takiben 180°C'de 8 saat süreyle yaşlandırılmıştır. Bu durumda, minimum 90 HB sertlik değeri ancak 60 dakika süreyle çözeltiye alınan numunelerde elde edilmiştir. 540°C'de tavlanan ardından yaklaşık %10 deforme edilen malzemelerin yaşlandırma sonrası ölçülen sertlik değerleri minimum sertlik koşulunun 15-30 ve 60 dakika tavlanan numunelerde sağlandığını göstermiştir.

Abstract:
In industrial applications, aluminum hot forging is applied by heating billets at 480 C degree. The billets are usually heated up to required temperature by induction heating system in a couple of minutes and later is formed by forging. The forged part  is cooled down to room temperature and then conventional heat treatment processes are applied.  
In that study, the aim was to analyze the change in mechanical features by quenching just after forging of the part and aging without any necessary additional heating. And finally, make comparison between heat treatment direct after forging  and conventional heat treatment of parts.  
Respectively experiments were performed on AA6082 alloys at tree different temperatures (480-510-540 oC) along 4 different time period (7.5, 15, 30, 60 min) where some of which are upset forged and finally quenched and aged.
At the end of every experiment samples mechanical characterization is made by hardness inspection and tensile tests. All the samples are investigated under optical microscope besides SEM, EDS and XRD.
Required hardness of 90 HB on samples after aging could not be obtained at 480 oC for any time period of heating. At heating temperature of 510 oC, sample hardness of 90 HB could be obtained at only 60 min heating time period followed by the quenching and aging at 180 oC along 480 min. Higher hardness above 90 HB was obtained at 540oCfor 15, 30 and 60 min. heating time period followed by the same quenching and aging process.