Magnezyum alaşımına ilave edilen elementlerin haddeleme sonrası mekanik ve korozyon özelliklerine etkisi
The effect of the elements added to magnesium alloy on the mechanical and corrosion properties after rolling
Yazar: HALİL AHMET GÖREN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ÜNAL
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, (Mg-2Zn) ZM20 ve (Mg-2Zn-1Mn) ZM21 alaşımları üretildi ve sonrasında ZM21 alaşımına La, Ca, Nd, Sn elementleri %0,5 oranında ilave edilerek, 4 tekli 5 ikili ve 1 üçlü alaşım elde edilmiştir. Bu alaşımlar 400 °C'de 16 saat homojenleştirildikten sonra 4,7 haddeleme hızı, φ= 0,2'lik sabit bir deformasyon derecesi ile %80 haddeleme oranı uygulanmıştır. Döküm ve haddelenmiş alaşımlarının mikroyapı, mekanik ve korozyon özellikleri detaylı bir şekilde OM, SEM, XRD, XRF, sertlik ve tek eksenli çekme testi kullanılarak araştırıldı. Ayrıca, bu alaşımların korozyon özellikleri potansiyodinamik korozyon testi, daldırma korozyon testi ve korozif aşınma özellikleri ile test edilmiştir. XRF sonuçları incelendiğinde element içeriği istenilen değerler arasında olduğu tespit edildi. XRD sonuçları incelendiğinde alaşımlarda görülen MgZn, Mg2Zn, fazların yanısıra mangan ilavesinin etkisiyle ZM21 alaşımında MnZn3 fazının oluştuğu saptanmıştır.  
ZM21 alaşımına element ilavesiyle Ca5Zn3, Ca2Mg6Zn3, LaZn2, LaMg3, Mg41Nd5, Mg12Nd, Mg2Sn, La5Sn3 fazları tespit edilmiştir. OM sonuçları incelendiğinde döküm olarak element ilavesi ile taneler arasında fazların oluştuğu ve tane boyutunun element ilavesine bağlı olarak değiştiği görülmüştür. Haddelenmiş alaşımlar incelendiğinde tane boyutunun belirgin şekilde inceldiği ve hadde yönünde uzadığı görülmüştür. SEM EDX sonuçları incelendiğinde tane sınırı ve matriste oluşan fazların haddelenmiş alaşımlarda ezilerek uzadığı fakat Ca içeren alaşımlarda bu fazların kırıldığı görülmüştür. Çekme testi sonuçları incelendiğinde haddelenmiş alaşımların dökümlerden daha üstün olduğu görüldü. En üstün haddelenmiş çekme test sonuçları %0,5(Nd), %0,5(Sn)+%0,5(Nd) içeren alaşımlarda tespit edilmiştir. Sertlik sonuçlarında döküm alaşımlarında %0,5(Ca) içeren alaşımlar daha sert iken haddelenmiş alaşımlarda %0,5(Ca), %0,5(Nd), %0,5(La+Ca) içeren alaşımlar daha sert davranış sergilemiştir. Potansiyodinamik ve daldırma korozyon testinde döküm alaşımlar daha iyi performans göstermiştir. Döküm olarak en iyi sonucu Ca içeren alaşımlardır, fakat haddelenmiş olarak ise en kötü sonucu Ca ilaveli alaşımlar sergilemiştir. Korozif aşınma sonuçları incelendiğinde haddelenmiş alaşımlar daha az kayıp yaşamıştır.

Abstract:
In this study, (Mg-2Zn) ZM20 and (Mg-2Zn-1Mn) ZM21 alloys were produced and then, by adding 0,5% La, Ca, Nd, Sn elements to ZM21 alloy, 4 single, 5 double and 1 triple alloys were obtained. After these alloys were homogenized at 400 °C for 16 hours, a rolling rate of 4,7 a rolling rate of 80% with a constant degree of deformation of φ= 0,2 was applied. Microstructural, mechanical and corrosion properties of cast and rolled alloys were investigated in detail using OM, SEM, XRD, XRF, hardness and uniaxial tensile tests. In addition, the corrosion properties of these alloys were tested by potentiodynamic corrosion test, dip corrosion test and corrosive wear properties. When the XRF results were examined, it was determined that the element content was between the desired values. When the XRD results were examined, it was determined that MnZn3 phase was formed in the ZM21 alloy with the effect of manganese addition as well as the MgZn Mg2Zn phases seen in the alloys. 
With the addition of elements to the ZM21 alloy, Ca5Zn3, Ca2Mg6Zn3, LaZn2, LaMg3, Mg41Nd5, Mg12Nd, Mg2Sn, La5Sn3 phases were determined. When the OM results were examined, it was seen that the phases were formed between the grains with the addition of elements as casting and the grain size changed depending on the addition of the element. When the rolled alloys were examined, it was observed that the grain size was significantly thinner and elongated in the rolling direction. When the SEM EDX results were examined, it was observed that the phases formed in the grain boundary and matrix were elongated by crushing in rolled alloys, but these phases were broken in alloys containing Ca. When the tensile test results were examined, it was seen that the rolled alloys were superior to the castings. The best rolled tensile test results were found in alloys containing 0,5%(Nd), 0,5%(Sn)+0,5%(Nd). In the hardness results, alloys containing 0,5%(Ca) in cast alloys were harder, while alloys containing 0,5%(Ca), 0,5%(Nd), 0,5%(La+Ca) showed harder behavior in rolled alloys. Cast alloys performed better in the potentiodynamic and immersion corrosion test. As casting, the best result is Ca-containing alloys, but as rolled, Ca-added alloys exhibited the worst result. When the corrosive wear results are examined, the rolled alloys experienced less loss.