AA5049 alaşımlı malzemelerin sürekli levha döküm teknolojisi ile üretimi
The production of AA5049 alloy materials by continuous sheet casting technology
Yazar: MİTHAT MARMARA
Danışman: DOÇ. DR. YÜCEL BİROL ; PROF. DR. MÜZEYYEN MARŞOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alüminyum = Aluminum

Özet:
AA5049 alaşımı malzemeler yüksek korozyon direnci nedeniyle gemi inşaatı sektöründe ve Avrupa ülkelerinin daha çok denize yakın lokasyonlarda inşaat sektörlerinde izolasyon malzemesi olarak, otomotiv sektöründe çeliğe göre özgül ağırlığının daha düşük olması nedeniyle kullanım alanı bulmaktadır. AA5049 alaşımı DC döküm ve sıcak haddeleme metoduna göre üretilmektedir. Bu çalışmada proses maliyetinde düşüş sağlama ve müşteri yelpazesini genişletme amacıyla çift merdaneli sürekli döküm yöntemi ve soğuk haddeleme prosesleri kullanılarak üretim yapılması amaçlanmıştır.Bu çalışmada çift merdaneli döküm yöntemiyle üretilmiş AA5049 alaşımlı levhalar soğuk haddeleme ve tavlama aşamaları ile nihai ürün haline getirilmiştir. Farklı proses denemeleriyle nihai ürün haline getirilmiş alüminyum levhaların şekillendirilebilirliği üzerine termo - mekanik proseslerin etkisi incelenmiştir. 1,00mm nihai kalınlıkta `H0' kondisyonunda levhalar 5 farklı proseste üretilmiştir. Proseslerden biri homojenleştirme tavı yapılmadan üretimi temsil ederken, diğerleri farklı kalınlıklarda ve farklı sıcaklıklarda homojenleştirme tavı içeren üretimleri temsil etmektedir.Malzemenin dökümü sırasında hat hızı, malzeme mukavemeti ve katılaşma karakteristiği nedeniyle standart dökümlere göre (1xxx ve 3xxx serisi alaşımlar) ½ oranına düşürülmüştür. Malzeme yüzeyinde tip izleri, ripple ve renk farklılıkları görülmüştür. Malzemede 1,5-2,0cm büyüklüğünde kenar çatlakları görülmüştür. Ti oranı %0,020-0,035 arasında tutulması kenar çatlakların giderilmesi için yeterli olmamıştır. Ti oranlarında değişiklikler yapılarak kenar çatlakları oranının azaltılabileği düşünülmektedir. Ayrıca bu artışın döküm yapısındaki yönlenmiş katılaşmanın şiddetini de azaltacağı düşünülmektedir.Laboratuar çapındaki haddeleme denemelerinden sonra işletme denemeleri yapılmıştır. İlk pasta malzemede haddelenebilirlik açısından bir sorunla karşılaşılmamıştır. Ancak 2. pasa geçildiğinde 3,30mm kalınlığa indirilen ruloda malzemenin aşırı sertleşmesinden dolayı yırtılmalar görülmüştür. Bu pastan sonra malzemenin haddelenebilme kabiliyetini arttırabilmek için tavlama prosesine ihtiyaç olduğu açıktır. Yani işletme pratiği açısından 1. prosesin uygulanabilirliğinin mümkün olmadığı görülmüştür.Termo ? mekanik prosesler sonucunda elde edilen malzemelerin mekanik mukavemet, % uzama ve eriksen testi sonuçlarında anlamlı bir fark bulunmamıştır.Derin çekme deneyinde kulaklanma olarak en iyi sonucu 4 numaralı proses vermiştir. Kulaklanma oranının fazla olmaması açısından 3 ve 5 de kabul edilebilir niteliktedir.Tüm yönlerde dikey anizotropi katsayısı birbirine en yakın değerleri 4. proseste vermektedir. En yüksek dikey anizotropi katsayısı 3. ve 4. proseste elde edilmiştir. Ancak dikey anizotropi değerlerinin birbirine benzer olması açısından düzlemsel izotropiye en yakın proses 4. prosestir.Düzlemsel anizotropi katsayılarına bakıldığında sıfıra en yakın değer olması açısından en ideal değer 1. ve 4. proseste elde edilmiştir. Ancak dikey anizotropi değerleri ile birlikte değerlendirildiğinde 4. proses en başarılı proses olarak görülmektedir.Makro ve mikro yapılara bakıldığında dökümdeki yönlenmiş katılaşma izleri haddeleme sonrası homojen tav gören malzemelerde kaybolmuştur. Bu proseslerin tercih edilmesi nihai üründe daha homojen bir yapının elde edilmesine yardımcı olacaktır. Nihai kalınlık tane yapısı açısı en başarılı sonucu 4. proses vermiştir.

Abstract:
AA5049 alloy materials are mainly used in the ship construction, automotive and building industry especially at the near cost sea locations because of it is high corrosion resistance, low density and isolation specifications. The common production methods of AA5049 are DC casting and hot rolled productions. This thesis main purpose is to reduce the cost of production and research the process of production with twin rolled casting and cold rolling production for extended the end uses of the material.In this thesis, AA5049 is produced by twin rolled casting method, after then respectively the material is cold rolled and annealed to get the final product. Formability of aluminum sheet samples that produced different kind of production method is examined to observe the effect of thermo- mechanical processes. Five different production processes is used to get the 1,00mm thickness material with H0 temper. One of the production process is represent the production without homogeneous annealing, the rest of the production methods are processed with homogeneous annealing in different thickness.Casting process speed is reduced ½ ratio then the casting of Standard material casting (1xxx ve 3xxx alloys) because of the material strength and the solidification characteristic. In the first examination of the material, defects are observed like ripple, color differences and nozzle stains. Almost, the ratio of titanium between %0,020 and %0,035, is not enough for reducing the edge cracks, but the problem will be solved by alloying in different compositions. Also, this solution will be reduced the stress of the oriented solidification.After the Rolling experiments in the laboratory, the experiments continued in the industrial field. In the first cold Rolling process of material, there is not any problem occurred. After the second Rolling process for reducing the thickness at 3,30mm, the material has some cracks because of the hardening. It is easy to suggest that the material should be annealed for increasing the Rolling ability. Almost, we can determine that this process is not suitable for industrial production.After the termo ? mechanical process of the material, there is not a main difference realized while measuring the mechanical strength, % elongation and erichsen test resultAfter the earing test experiments, the best results get from the sample 4. Almost, samples 3 and 5 have positive results regarding the less deep drawing rate.In the all direction of vertical anisotropic factor measurement results are closed at Sample 4. The highest vertical anisotropic factor is observed at sample 3 and 4. If we compare the vertical and horizontal anisotropic measurement rates, the similar result gained for the sample 4.If the horizontal anisotropic factors are examined, sample 1 and 4 results are the most close to zero. On the other hand, if the results will be considered with vertical anisotropic behavior, the best results get from the sample 4.When the materials macro and micro structures observed after the homogeneous annealing process, the oriented solidification stains are disappeared. These production processes makes the material more homogeneous structure. The process 4 is the best method to produce with good grain structure at the final thickness of material.