Neşet AKAR, Volkan KILIÇLI, Hasan TANEROĞLU

TİKSO-DÖKÜM YÖNTEMİYLE ÜRETİLEN Al2024 ALAŞIMININ MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Bu çalışmada, bir dövme alaşım olan Al2024 alaşımı yarı-katı metal şekillendirme tekniklerinden tikso-döküm yöntemiyle şekillendirilmiş, sıvı oranı ve yaşlandırma ısıl işleminin (T6) mikroyapı ve mekanik özellikler üzerine etkisi araştırılmıştır. Tikso-dökümde gerinimin neden olduğu sıvı aktivasyonu (SIMA-Strain Induced Melt Activation) işlemi ile üretilen biyetler kullanılmıştır. Yarı-katı bölgede, farklı sıvı oranlarına karşılık gelen sıcaklıklarda (608 °C, 616 °C ve 619 °C) ve 2,37 m/s sabit piston hızında mikroyapı ve mekanik özelliklerin değişimi araştırılmıştır. Tikso-dökümle şekillendirmede düşük sıvı oranlarına karşılık gelen sıcaklıkta (608°C) yarı-katı haldeki biyetin kalıp boşluğunu tam olarak doldurmadığı tespit edilmiştir. Yüksek sıvı oranlarında yarı- katı haldeki biyet (%60-%65) kalıp boşluğunu tam olarak doldurulabilmiştir. Tikso-dökümle şekillendirilen numunelerin mekanik özellikleri ekstrüze+T6 koşullarındaki numunelerin mekanik özelliklerinden %45 daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Tikso-dökümle üretilen ve T6 yaşlandırma ısıl işlemi uygulanmış numunelerin mekanik özellikleri ekstrüze haldeki numunelere yakın olduğu belirlenmiştir.

EXAMINATION OF MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF Al2024 ALLOY PRODUCED BY THIXOCASTING

In this study, a wrought Al2024 aluminum alloy formed with thixocasting method which is one of the semi-solid metal forming processes and the effect of liquid fraction and aging heat treatment (T6) on microstructure an mechanical properties has been investigated. Billets produced by strain induced melt activation (SIMA) process were used in thixocasting. In the semi-solid region, microstructural and mechanical property variations depending on the temperatures that corresponded to different liquid fractions (608 oC, 616 oC, and 619 oC), and 2.37 m/s ram speed have been investigated. In the forming by thixocasting, at the temperature (608 oC) that corresponded to low liquid fraction the die cavity has not been fully filled by the semi-solid billet. The die cavity has been fully filled by semi-solid billet at high liquid fraction (60% and 65%). The mechanical properties of specimens which produced by thixocasting were found to be 45% lower than extruded + T6 condition specimen. The mechanical properties of the specimens which produced by thixocasting + T6 condition are almost same as specimens in extruded conditions.

PDF

___

1. Atkinson, H.V., Kapranos,P., Chayong, P.S., Liu, D., Kirkwood, D. And Camacho, A. M., Alloy Development For Thixoforming, EPSRC Project-Gr/M89096, Sheffield, 1-7, 2002.T
2. Tzimas, E., Evolution of microstructure and rheological behavior of alloys in the semi solid state, Ph.D. Thesis, Drexel University, USA, 1- 12, 1997.
3. Spencer, D.B., Mehrabian, R. and Flemings, M.C., Rheological Behavior of Sn-15 pct Pb in the Crystallization Range, Metallurgical Transaction A, Cilt 3A, 1925-1932, 1972.
4. Flemings, M.C., Riek R.G. and Young K.P., Rheocasting, Materials Science and Engineering, Cilt 25, 103-117, 1976.
5. Kirkwood, D.H., Semisolid metal processing International Materials Reviews, Cilt 39, 173- 189 1994.
6. Young, K.P., Curtis, P.K. and James,.C., Fine Grained Metal Composition, United States Patent, Patent No: 4415374, USA, 1983.
7. Liu, D., Atkinson, H.V., Kapranos, P., Jirattiticharoean, W., Jones, H.,"Microstructural evolution and tensile mechanical properties of thixoformed high performance aluminium alloys", Materials Science and Engineering A, Cilt 361, 213224, 2003.
8. Dai, W., Wu, S., Lü, S., Lin., C, " Effects of rheosqueeze casting parameters on microstructure and mechanical properties of AlCuMnTi alloy", Materials Science and Engineering A, Cilt 538, 320326, 2012.
9. Cho, W.G., Kang, C.G. "Mechanical properties and their microstructure evaluation in the thixoforming process of semi-solid aluminum alloys" Journal of Materials Processing Technology, Cilt105, 269-277, 2000.
10. Akar, N., "The effect of reheating temperature on the production of thixotropic structure with SIMA process in AA2024 alloy", Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 26, 381-388, 2011.
11. Akar, N., Mutlu, I., Effect of Predeformation Rate in SIMA Process on Thixotropic Structure of AA2024 Aluminium Alloy, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 25, 663-670, 2010.
12. Mat, M., Yarı-katı metal eriyiklerin karakteristiklerinin incelenmesi TÜBİTAK Proje Raporu, MİSAG-124, Niğde, 4-5, 2001.
13. Chayong, S., Atkinson, H.V. and Kapranos, P., Thixoforming 7075 aluminium alloys, Materials Science and Engineering A, Cilt 390, 3-12, 2005
14. Kılıçlı, V., Yarı-Katı Döküm Tekniği ile Üretilen Al-Zn Alaşımlarında Yapı-Özellik İlişkisinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 9-45, 2010.
15. Kang, C.G. and Lee S.M., Effect of solid fraction and pressure on microstructure and mechanical properties and reduction in liquid segregation in the thixo-die-casting process with Al-7 pct Si alloy, Metallurgical and Materials Transactions A, Cilt 39, 1213-1224, 2008.
16. Liu, D., Atkinson, H.V., Kapranos, P. and Jones, H., Effect of heat tratment on properties of thixoformed high performance 2014 and 201 aluminium alloys, Journal of Materials Science, Cilt 39, 99-105, 2004.
17. Kılıçlı, V., Akar, N., Erdoğan, M., and Kocatepe, K., Microstructural Investigation of Casting Defects in AA7075 Alloy Produced by Thixocasting, Internatıonal Virtual Journal of Machines, Technologies, Materials, Cilt 9, 25-29, 2012.
18. Kırtay, S., ve Türkeli, A., Yarı-katı halde şekil verilmiş ETİAL-24 dövme alüminyum alaşımının yorulma ve yaşlanma davranışları 9. Uluslararası Metalurji ve Malzeme Kongresi Bildiriler Kitabı, İstanbul, Türkiye, Cilt 2, 1415-1420, 1997.