AA 7075 alüminyum alaşımında homojenleştirme işleminin ısıl işlem sonrası özelliklere etkileri
The effects of homogenization process after heat treatment properties in AA 7075 aluminum alloy
Yazar: FİLİZ ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. SAKİN ZEYTİN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, homojenleştirilmemiş ve homojenleştirilmiş haldeki AA7075 alaşımının T6 ısıl işlemi uygulandıktan sonrasındaki sertlik ve mikroyapılarındaki değişmeler incelenmiştir. Çalışma kapsamında dökülmüş haldeki AA7075 ingottan çıkarılan disk iki parçaya ayrılmış ve bu parçalardan birine 480°C 5 saat homojenleştirme işlemi uygulanmış, diğerine ise uygulanmamıştır. Sonrasında her iki numune grubuna 530ºC 90dk çözeltiye alma ve su verme işlemleri (T4) uygulanmıştır. Homojenleştirilmemiş, homojenleştirilmiş ve bunların T4 işlemi görmüş hallerinden 20mmx20mm ölçülerinde toplamda 22 adet numune hazırlanmıştır. 1 nolu numune hiçbir işleme tabi tutulmamış (dökülmüş halde, homojenleştirilmemiş) ve referans numunesi olarak kullanılan numunedir. Bu grubun çözeltiye alınıp su verilmiş hali ile 3 farklı sıcaklık ve 3 farklı sürede yaşlandırılmış numuneler ile bir gruptan 11 numune mevcuttur. Homojenleştilmiş gruptan da 11 numune bulunmaktadır. Yaşlandırma işlemi üç farklı sıcaklıkta (160ºC, 170ºC ve 180ºC) ve farklı sürelerde (4 sa, 6 sa ve 8 sa) uygulanmıştır.
İşlemler uygulanan numunelere metalografik yüzey hazırlama işlemi uygulanmış ve hazırlanan numuneler mikroskop ile incelenerek görüntüleri kaydedilmiştir. Sonrasında bu numuneler optik mikroskop (OM) ve taramalı electron mikroskobu (SEM) ile incelenmiş ve bulunan fazların kimyasal analizleri enerji dağılımlı x-ışınları spectral analizi (EDS, x-ray energy dispersive spectroscopy) ile yapılmıştır. Son olarak parlatılmış numuneler üzerinde Vickers sertlik değerleri ölçülmüştür.  Bu bulgular incelenerek homojenleştirilmemiş ve homojenleştirilmiş numunelerin yaşlandırma sonrasındaki mikroyapı ve sertlikleri değerlendirilmiş ve homojenleştirme işleminin etkileri ortaya konulmuştur.  
Sonuç olarak; homojenleştirme işlemi ile mikroyapı önemli ölçüde farklılaşmış, dendritik yapı ortadan kaldırılmıştır. Buna bağlı olarak sertlik değerinde bir düşüş yaşanmıştır. Takip eden çözeltiye alma işlemi de bir tür homojenleştirme işlemi gibi etki yaptığı için çözeltiye alınıp su verme ve yaşlandırma işlemleri sonucunda mikroyapı farklılıkları ve buna bağlı olarak sertlik farklılıkları ortadan kalkmıştır. Homojenleştirme işlemi görmemiş ve görmüş numuneler mikroyapısal olarak ve sertlik açısından benzer özellikler sahiptir. Bu sebeple homojenleştirme işleminin ısıl işlem sonrası mikroyapı ve sertlik özelliklerine belirgin bir etkisi olmadığı tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, the changes in the hardness and microstructures of the non-homogenized and homogenized AA7075 alloy after T6 heat treatment were investigated. The disc removed from the cast AA7075 ingots within the scope of the study was divided into two parts and one of these parts was homogenized at 480 ° C for 5 hours, and the other was not. Subsequently, solution treated and quenching processes (T4) were applied to both sample groups at 530ºC 90 min. A total of 22 samples, 20mmx20mm in size, were prepared from non-homogenized, homogenized and T4 treated. Sample 1 is the sample that has undergone no treatment (as-cast alloy, homogenized) and we use as the reference sample. There are 11 samples from one group and 3 samples with different temperatures and 3 different ages in this solution. There are also 11 samples from the homogenized group. Aging was applied at three different temperatures (160ºC, 170ºC and 180ºC) and at different times (4 h, 6 h and 8 h).
Metallographic surface preparation process was applied to the samples and the prepared samples were examined by microscope and their images were recorded. Afterwards, these samples were examined by optical microscope (OM) and scanning electron microscope (SEM) and chemical analysis of the phases were done by energy dispersive x-ray spectral analysis (EDS, x-ray energy dispersive spectroscopy). Finally, Vickers hardness values were measured on polished samples. By examining these findings, the microstructure and hardness of non-homogenized and homogenized samples after aging were evaluated and the effects of the homogenization process were revealed.
As a result; with the homogenization process, the microstructure was changed significantly and the dendritic structure was eliminated. Accordingly, there was a decrease in hardness value. Since the subsequent solutionizing process also acts as a kind of homogenization process, microstructure differences and accordingly hardness differences disappeared as a result of water quenching and aging processes. Samples that non-homogenized and homogenized have similar microstructural and hardness properties. For this reason, it is determined that homogenization process does not have a significant effect on microstructure and hardness properties after heat treatment.