Etial 177 alüminyum alaşımlarının kum ve alçı kalıba dökümünde tane inceltici ilavesi ve mekanik titreşim altında katılaşmanın döküm özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of grain refinement and solidification under mechanical vibration on casting properties of etial 177 aluminum alloys in sand and plaster mold casting
Yazar: MEHMET MURAT KANLICA
Danışman: PROF. DR. ZAKİR TAŞ
Yozgat Bozok Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alüminyum alaşımları = Aluminum alloys ; Dökümler = Castings ; Mekanik titreşim = Mechanical vibration ; Tane inceltme = Grain refining

Özet:
Bu çalışmada Etial 177 alüminyum alaşımının kum ve alçı kalıba dökümünde tane inceltici ilavesi ile mekanik titreşim altında katılaşmanın döküm ve mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bu sayede Etial 177 alüminyum alaşımlarının dökümlerinden ve mekanik özelliklerinden elde edilen sonuçlar, yapılan deneysel çalışmalarla ortaya konulmuştur.
Etial 177 alüminyum alaşımı yaklaşık 750°C de ergitilerek, ilavesiz ve tane inceltici ilaveli olarak, kum ve alçı kalıpta, tasarlanan modelin dökümleri gerçekleştirilmiştir. Dökümlerde kullanılan sıvı metale ilk olarak azot ile yıkama işlemi yapılarak daha sonra gazlılık durumunu test etmek amacı ile düşürülmüş basınç testi yapılmıştır. Elde edilen modeller, farklı kesitlerde kesilerek arşimet yoğunluk deneyi uygulanmış olup daha sonra farklı kalınlıklarda modelden numuneler alınarak metalografik numune hazırlama işlemleri uygulanarak mikroyapı incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Her döküm yöntemi için kalıp içerisine tasarlanan standart ölçülerde çekme çubukları dökümü gerçekleştirilerek, çekme çubukları standart aralıklarda işlenerek çekme deneyi yapılmıştır. Son olarak dökümü gerçekleştirilen modellerden alınan kesitlere sertlik ölçüm deneyi uygulanmıştır.
Sonuç olarak Etial 177 alüminyum alaşımlarının dökümünden sonra, mekanik titreşimin iç yapıya olumlu yönde etki ettiği, tane inceltici ilaveli dökümlerde gözenek değerinin ilavesi dökümlere göre daha da azaldığı, döküm kesit kalınlığının artmasıyla beraber tane boyutunun da artmasıyla oluşan dentritlerin soğuma hızı ile beraber daha da kabalaştığı sonuçları elde edilmiştir. Deneylerden elde edilen sertlik değerleri 50,12 HBN ile 62.34 HBN aralığında olup, en fazla sertlik değeri kum kalıba TiB ilaveli titreşim altında katılaşma şartlarında 59.28 HBN olarak ölçülmüştür. Çekme deney sonuçları incelendiğinde, en yüksek çekme mukavemeti tane inceltici ilaveli, titreşim altında katılaştırılan, kum kalıba dökülmüş numunelerde 210,14 MPa olarak ölçülmüştür.

Abstract:
In this study, the effect of grain refiner addition and solidification under mechanical vibration on casting and mechanical properties of Etial 177 aluminum alloy in sand and gypsum mold casting was investigated. In this way, the results obtained from castings and mechanical properties of Etial 177 aluminum alloys have been revealed by experimental studies.
Etial 177 aluminum alloy was melted at approximately 750°C, and the casting of the designed model was carried out in sand and plaster molds without additives and with the addition of grain refiner. The liquid metal used in the castings was first washed with nitrogen, and then a reduced pressure test was carried out to test the gaseous state. The archimedean density test was applied by cutting the models in different sections, and then samples were taken from the model in different thicknesses and microstructure studies were carried out by applying metallographic sample preparation processes. For each casting method, tensile test was carried out by casting the tensile rods in standard sizes designed into the mold and by processing the tensile rods at standard intervals. Finally, the hardness measurement test was applied to the sections taken from the cast models.
As a result, after the casting of Etial 177 aluminum alloys, the results were obtained that the mechanical vibration has a positive effect on the internal structure, the pore value of the castings with grain refiner is further reduced compared to the castings, and the dendrites formed with the increase in the grain size with the increase in the casting section thickness become more coarse with the cooling rate. The hardness values obtained from the experiments were between 50.12 HBN and 62.34 HBN, and the highest hardness value was measured as 59.28 HBN under vibration solidification conditions with the addition of TiB to the sand mold. When the tensile test results were examined, the highest tensile strength was measured as 210.14 MPa in the grain thinner added, solidified under vibration, sand molded samples.