Magnezyum-kalay esaslı magnezyum alaşımlarının döküm ve ekstrüzyon sonrası özelliklerinin incelenmesi
Investigation of Mg-Sn based magnesium alloys properties after casting and extrusion
Yazar: ABDULREZZAK ERDEM
Danışman: DOÇ. DR. YUNUS TÜREN
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, saf magnezyuma farklı oranlarda sırası ile %3, %6, %9, Sn alaşım
elementleri ilave edilerek döküm ve ekstrüzyon sonrası mikroyapı, çekme dayanımı
ve sertlik testi incelemeleri yapılmıştır. Sn elementi ve ilave malzemelerin
ergitilmesi kontrollü argon (Ar) gaz atmosferi altında yapılmıştır. Üretilen
alaşımlara 400 °C' de 24 saat boyunca homojenleştirme tavlaması uygulanmış daha
sonra hidrolik pres altında 16:1 ekstrüzyon oranında, 0,3 mm/s hızında ve 350 °C
sıcaklıkta ekstrüzyon uygulanmıştır. Daha sonra döküm, homojen ve ekstrüzyon
sonrası numunelerin mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. Mikroyapı incelemeleri, döküm halinde alaşımlama miktarı arttıkça birincil α-Mg
tane boyutunun azaldığını ve ikincil fazların hacim oranının önemli ölçüde arttığını
göstermiştir.
Homojenleştirme sonrası α-Mg tane boyutu bir miktar artmış ve ikincil faz oranları
ciddi miktarda azalmıştır. Ekstrüzyon sonrası bütün alaşımlarda dinamik yeniden
kristalleşme mekanizması ile tane boyutları döküm numunelerine göre incelmiştir.
Mekanik testler sonucunda, döküm numunelerinde artan alaşım elementi ilavesi ile
çekme dayanımında ve akma gerilmesinde bir artış gözlenmesine rağmen, % uzama
değerlerinde Mg-3Sn ve Mg-6Sn aynı kalırken Mg-9Sn'nin uzama değerinin
düştüğü gözlenmiştir. Bu ilavelerin üzerinde maksimum çekme gerilmesi Mg-9Sn
alaşımında, maksimum çekme ve % uzama değerleri ise Mg-6Sn alaşımında
görülmüştür. Ekstrüzyon sonrası mekanik özellikler döküm hallerine kıyasla artış
göstermiştir. Ekstrüzyon yapılan numunelerin çekme sonuçları incelendiğinde ise
döküm numunelerine kıyasla ciddi bir şekilde çekme dayanımında, akma
mukavemetinde ve % uzama miktarlarında artış olduğu gözlemlenmiştir.
Maksimum çekme gerilmesi yine Mg-9Sn alaşımında, maksimum % uzama
değerleri ise Mg-6Sn alaşımında görülmüştür.
Sertlik sonuçlarını ele alırsak kalay miktarının artması ile malzemede sertlik
miktarının doğru orantılı bir şekilde arttığını görmekteyiz. Ayrıca döküm
numunelerine kıyasla ekstrüzyon numuneleri sertlik değerleri, numunelerin kalay
miktarı arttıkça sertlik değerlerinin de arttığı sonucunu ortaya çıkarmıştır.
Bu verilerle tez kapsamında yapılan alaşımlama ile döküm ve ekstrüzyon
işlemlerinde, ekstrüzyon yapılan alaşımlı malzemenin normal döküm malzemesine
kıyasla özelliklerinin daha iyi olduğunu görmekteyiz.

Anahtar Sözcükler : Magnezyum alaşımları, kalay, mikroyapı,
mekanik özellikler, ekstrüzyon

Abstract:
In this study, microstructure, tensile strength and hardness test were made by adding
3%, 6%, 9% Sn alloying elements in different proportions to pure magnesium. The
melting of the Sn element and additional materials was carried out under the
controlled argon (Ar) gas atmosphere. Homogenization annealing was applied to the
produced alloys at 400 °C for 24 hours and then extruded at a pressure of 16: 1 at a
pressure of 0.3 mm/s and at a temperature of 350 °C under hydraulic press. Then,
microstructure investigations of the samples were made after casting, homogenous
and extrusion. The microstructural investigations showed that as the amount of alloying in the cast
increased, the primary α-Mg grain size decreased and the volume ratio of the
secondary phases increased significantly.
After homogenization, the α-Mg grain size increased slightly and the secondary
phase ratios were significantly reduced. After extrusion, in all the alloys, the particle
size of the grain was reduced by dynamic recrystallisation mechanism. The
recrystallization rate increased as the alloying amount and extrusion temperature
increased. As a result of mechanical tests, it has been observed that, while increasing
the tensile strength and yield stress with the addition of the increased alloying
element in the casting samples, the Mg-3Sn and Mg-6Sn remain the same while the
elongation value of Mg-9Sn decreases with the% elongation values. The maximum
tensile stress on these additions was found in Mg-9Sn alloy, and the maximum
tensile and% elongation values were seen in Mg-6Sn. Mechanical properties after
extrusion increased compared to casting conditions. When the extrusion results of the
extruded samples were examined, it was observed that the tensile strength, the yield
strength and the% elongation amounts increased significantly compared to the
casting samples. The maximum tensile stress was again observed in the Mg-9Sn
alloy and the maximum% elongation values in Mg-6Sn.If we consider the hardness
results, we can see that the amount of tin increases in proportion to the amount of
hardness in the material. In addition, the hardness values of the extrusion samples as
compared to the casting samples result in an increase in the hardness values of the
samples as the amount of tin increases.
With these data, we see that the extruded alloyed material has better properties
compared to the normal casting material in alloying and casting and extrusion
processes.With these data, we see that the extruded alloyed material has better
properties compared to the normal casting material in alloying and casting and
extrusion processes.

Key Word : Magnesium alloys, tin, microstructure, mechanical properties,
extrusion