Kübra KÖPRÜLÜ, Adem KURT, Nefise MUTLU, Yusuf ÖZÇATALBAŞ, Behçet GÜLENÇ

Al + % 4,5 Cu Ön Karışımlı Tozların Alaşımlanmasına Isıl İşlemlerin Etkisi

Bu çalışmada, ağırlıkça % 4,5 Cu ilave edilen Al tozları 45 dakika süreyle karıştırılarak önkarışımlı metal tozları elde edilmiştir. Ön karışımlı tozlar soğuk olarak 20MPa basınçta önpreslendikten sonra 500C' de 200 MPa basınçta 30 dakika süreyle sıcak preslenmiştir. Sıcakpreslenmiş blok numuneler 540C sıcaklıkta 2, 4, 8, 16, 32 saat süreyle difüzyon tavlamasınatabi tutulmuştur. Toz Metalürjisi yöntemiyle üretilen bu numunelerin metalografik incelemeleri,taramalı elektron mikroskop (SEM/EDS) ve XRD çalışmaları yapılarak Al-Cu difüzyon sürecive oluşan fazlar araştırılmıştır. Difüzyon tavlaması uygulanan numunelere ardından suniyaşlandırma (T6) ısıl işlemi uygulanmış, metalografik ve mekanik özellikler karakterizeedilmiştir. Difüzyon tavlaması süresince, hedeflenen alaşımı oluşturacak oranda bakırın Almatriste difüzyonla çözündüğü belirlenmiştir. Artan difüzyon tavlama süresine rağmenkimyasal kompozisyonda homojenlik sağlanamamakla birlikte, üretilen parçaların ısıl işlem (T6)kabiliyetlerinin arttığı görülmüştür. Ayrıca XRD analizlerinde, mikroyapıda -Al,  ve fazlarının oluştuğu belirlenmiştir.

The Effect of Heat Treatments on Alloying of Pre-mixed Al + 4.5 wt. % Cu Powders

In this study, 4.5 wt. % Cu powder was added to Al powder and mixed for 45 minutes to produce premixed metal powders. Premixed powders were compacted by cold pressing at 20 MPa. After that these samples were pressed at 500℃ under 200 MPa for 30 minutes by hot pressed method. Hot pressed block samples were subjected to diffusion annealing at 540 ℃ for 2, 4, 8, 16, 32 hours. These samples, produced by powder metallurgy, are used at metallographic and microscopic researches to investigate the diffusion process. During the diffusion annealing, it was determined that significant amount of copper powder particles was dissolved in the Al matrix by diffusion. Diffusion annealing was followed by aging heat treatment, characterized by metallographic and mechanical tests. According to the increasing the annealing time, the homogeneity of the chemical composition is not provided, however the increasing of the heat treatment (T6) capability of the produced parts, and partial porosity which is believed to be due to atomic diffusion, have been observed. Moreover, in the XRD analyses, it was determined that the phases of -Al,  and  were formed in the microstructure.

PDF

___

Ateş, E. A., ‘‘Toz metalurjisi ile üretilen AA 2014- Al4C3 sistemlerine yaşlandırma ısıl işleminin uygulanması ve mikroyapısal özelliklerin araştırılması’’, Yüksek Lisans Tezi, G.Ü.F.B.E., Eylül, (2012).
German, R. M., ‘‘Toz metalurjisi ve parçacıklı malzeme işlemleri’’, Süleyman Sarıtaş, Mehmet Türker, Nuri Durlu, Ankara, (2007).
Bedir, F., “Characteristic Properties of Al–Cu–SiC and Al–Cu–B4C Composites Produced by Hot Pressing Method Under Nitrogen Atmosphere”, Materials and Design, Vol. 28, pp. 1238–1244, (2007).
Hirosawa, S., Sato, T., Kamio, A., Flower, H. M., “Classification of the role of microalloying elements in phase decomposition of Al based alloys”, Acta Mater, Vol. 48, pp. 1797–806, (2000).
Bishop, D. P., Cahoon, J. R., Chaturvedi, MC., Kipouros, GJ., Caley, WF., “On enhancing the mechanical properties of aluminium P/M alloys”, Mater Sci Eng, A290, pp. 16–24, (2000).
Veljovic, D., Jokic, B., Petrovic, R., Palcevskis, E., Dindune, A., Mihailescu, I. N., Janackovic, D., “Processing of dense nanostructured HAP ceramics by sintering and hot pressing”, Ceramics International, Vol. 35, pp. 1407–1413, (2009).
Huang, L. J., Geng, L., Li, A. B., Yang, F. Y., Peng, H. X., “In situ TiBw/Ti–6Al– 4V composites with novel reinforcement architecture fabricated by reaction hot pressing”, Scripta Materialia, Vol. 60, pp. 996–999, (2009).
Mondal, A., Upadhyaya, A., “Microwave and Conventional Sintering of Premixed and Prealloyed Tungsten Heavy Alloys”, Materials Science and Technology (MS&T), October 5-9, (2008).
Rong, L., Hongqiang, R., Kai, G., Di, T.,“Research on Preparation of Zr(OH)JB4C Composite Powder by Different Processes”, Journal of Rare Earths Vo1. 25, p.340, (2007).
Ekici, E., Gülesin, M., ve Özçatalbaş, Y., “Ön Karıştırılmış ve Sıcak Preslenmiş Al-Cu Alaşımı Toz Metal Parçalarda Kirkendall Etkisi ve Fiziksel Özelliklerinin Araştırılması”, 456-460, 6. Uluslar arası Toz Metalurjisi Konferansı ve Sergisi, 05-09 Ekim 2011, ODTÜ, Ankara.
Çelik, M., Türker, M., ‘‘Al-Cu esaslı tozlardan toz metalurjisi yöntemi ile malzeme üretimi ve yaşlandırma tavrının incelenmesi’’, Politeknik Dergisi, 8 (3): 275-279 (2015).
Xue, P., Xıao, B. L., Ma, Z. Y., ‘‘Effect of interfacial microstructure evolution on mechanical properties and fracture behavior of friction stir-welded Al-Cu joints’’, The minerals metals &materials society and ASM international, (2015).
Liu, W., Cui, J. Z., ‘‘The kirkendall effect of the Al-Cu couple with an electric field’’, Journal of materials science letters, 16:930-932, (1997).
Guang, M. L., Yan, L. L., Ting, T. H., Zheng, C., ‘‘Phase field crystal study on the grain boundary porosity induced by the Kirkendall effect’’, Modelling and simulation in materials science and engineering, 24, (2016).
Gökçe, A., Findik, F., Kurt, A. O., “Effects of Sintering Temperature and Time on the Properties of Al-Cu PM Alloy”, Pract. Metallogr. 54, 8 (2017) .
Gökçe, A., Findik, F., Kurt, A. O., “Sintering and aging behaviours of Al4CuXMg PM alloy”, Canadian Metallurgical Quarterly VOL 55 NO 4, (2016).
Mutlu, N., Kurt, A., Özçatalbaş, Y., “Ön Karışımlı Al+%4,5Cu Tozlarının Alaşımlanması ve T6 Isıl İşleminin Uygulanabilirliği”, 4th Internatıonal conference on materials science and nanotechnology for next generation (MSNG2017), June 28-30, 2017, Sarajevo, BOSNIA
Şahin, T., Delibalta, C. G., Özçatalbaş, Y., “Sıcak Presleme ile Üretilen T/M Parçaların Fiziksel Özelliklerine Sıkıştırma Basıncı ve Yağlayıcı Giderme Parametrelerinin Etkisi”, 2nd International Conference on Material Science and Technology in Cappadocia (IMSTEC’17), October 11-13, 2017, Nevsehir, Turkey