M. Fatih KILIÇASLAN, Seyit ÇAĞLAR, ORHAN UZUN

Al-25Si-5Fe-XCo(X=0, 1, 2 ve 3) Alaşımlarının Üretimi ve Karakterizasyonu

Bu makalede geleneksel döküm Al–25Si–5Fe–XCo(X = 0, 1, 3 ve 5) alaşımlarının mikroyapısal ve mekanik özelliklerine kobalt katkısının etkileri incelenmiştir. Al-25Si-5Fe-XCo(X=0, 1, 3 ve 5) mastır alaşımları, Al (%99.99 saflıkta), Si (%99.999 saflıkta), Fe(%99.999 saflıkta) ve Co (%99.999 saflıkta) elementleri kullanılarak indüksiyon eritme ocağında başarılı bir şekilde sentezlemiştir. Bütün üretim süreçleri Ar atmosferinde gerçekleştirilmiştir. Numunelerin mikroyapıları X-ışını difraktometresi (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) yardımıyla incelenmiştir. Mikrosertlik ölçümleri Vickers mikrosertlik test cihazı ile yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar göstermiştir ki; Al-Si-Fe alaşımlarına yapılan yeterli miktardaki Co katkısı Fe-içeren intermetaliklerin morfolojilerini uzun çubuk/iğne benzeri yapıdan kısa çubuk benzeri yapıya dönüştürmekte ve onların mikroyapı içerisinde homojen bir şekilde dağılımını sağlamaktadır. Kobalt aynı zamanda, Al-Si alaşımlarında yüksek yapısal aşırı soğumaya neden olduğundan ve silisyum ile yüksek karışım entalpisine sahip olduğundan birincil silisyum fazlarını inceltebilir ve onların morfolojilerini değiştirebilir. Geleneksel döküm Al-Si alaşımlarına yapılan ağ.%5 Co katkısı hem birincil silisyum fazlarının hem de Fe-içeren intermetaliklerin ortalama boyutlarının azalmalarına neden olmaktadır. Yapılan kobalt katkısı ile birlikte, alaşımların mikrosertlik değerleri genellikle artış göstermektedir.

Production and Characterization of Al-25Si-5Fe-XCo (X= 0, 1, 3 and 5) Alloys

In this article, effects of cobalt addition on the microstructure and mechanical properties of Al-25Si-5Fe-XCo(X = 0, 1, 3 and 5) alloys were investigated. Al-25Si-5Fe-XCo(X = 0, 1, 3 and 5) master alloys, Al (99.99% pure), Si (99.999% pure), Fe (99.999% purity) and Co (99.999% purity) elements have been successfully synthesized in the induction melting furnace. All production processes were performed in Ar atmosphere. The microstructures of samples were investigated by using X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). A Vickers microhardness tester was used for microhardness measurements. The results showed that sufficient amount of Co addition alters morphology of Fe-bearing intermetallic compounds (IMCs) from long rod/needle-like to short rod-like, and provides a more homogenous distribution of them in the microstructure. In the Al-Si alloys, Cobalt can also refine primary Si particles and change their morphology because it causes higher constitutional under cooling and has large mixing enthalpy with Si. Addition of 5 wt.%Co leads to a decrease in both average size of the primary silicon and Fe-bearing intermetallic phases in as-cast Al-Si alloys. Microhardness values of alloys generally shows an increase with the obtained addition of Co.

PDF

___

Chang, J., Moon, I., Choi, C. 1998. Refinement of Cast Microstructure of Hypereutectic Al-Si Alloys Through the Addition of Rare Earth Metals. J. Mater. Sci., 33: 5015-2023.
Dwivedi, DK., Sharma, A., Rajan, TV. 2005. Influence Of Silicon Morphology And Mechanical Properties Of Piston Alloys. Mater. Manuf. Process., 20: 777-791.
Hedge, S., Prabhu, KN. 2008. Modification of Eutectic Silicon in Al-Si alloys. J. Mater Sci., 43: 3009-3027.
Hou, LG., Cuı, H., Chai, YH., Zhang, JS. 2009. Effect of (Mn+Cr) addition on the microstructure and thermal stability of spray-formed hypereutectic Al-Si alloys. Mater. sci. Eng. A, 527: 85-92.
Kang, Z., Nakata, K., Li, Y. 2007. Hard thick-film and wear resistance of Al-50Si-10M ternary alloys on A6063 aluminum alloy coated by low pressure plasma spraying. Surf. Coat. Technol., 201: 4999-5002.
Kılıçaslan., MF., Uzun, O., Yılmaz, F., Çaglar, S. 2014. Effect of different production methods on the mechanical and microstructural properties of hypereutectic Al-Si alloys. Metall. Mater. Trans. B, 45: 1865-1873.
Kılıçaslan., MF., Yılmaz, F., Hong, SJ., Uzun, O. 2012. Effect of Co on Si and Fe-containing intermetallic compounds (IMCs) in Al-20Si-5Fe alloys. Mater. Sci. Eng. A, 556: 716-721.
Lu, Dehong., Jiang, Yehua., Guan, Guisheng., Zhou, Rongfeng., Li, Zhenhua., Zhou, Rong. 2007. Refinement of primary Si in hypereutectic Al-Si alloy by electromagnetic stirring. J. Mater. Proces. Technol., 189: 13-18.
Mulazimoglu, MH., Zaluska, A., Gruzleski, JE., Paray, F. 1996. Electron microscope study of Al-Fe-Si intermetallics in 6201 aluminum alloy. Metall. Trans. A, 27: 929.
Raghavan, V. 2011. Al-Fe-Si(Aluminum-Iron-Silicon). J. Phase Equilib., 32-2: 140-142.
Rao, AG., Rao, BRK., Deshmukh, VP., Shah, AK., Kashyap, BP. 2009. Microstructural refinement of a cast hypereutectic Al-30Si alloy by friction stir processing. Mater. Let., 63: 2628- 2630.
Seifeddine, S. 2007. Vilmer Project-5.2 Casting, Jönköping University The School of Enginnering Component Technology, Sweeden, December, pp. 5-6.
Seok, H.K., Lee, J.C., Lee, HI. 2005. Extrusion Of SprayFormed Al-25Si-X Composites And Their Evaluation. J. Mater. Proces. Technol., 160: 354-360.
Sha, M., WuS., Zhong, G., An, P. 2011. Varietion of Microstructure of RE-containing Al20Si2Cu1Ni0.6RE Alloy with Different Cobalt Contents. J. Alloys Compd., 509: 252- 257.
Srivastava, VC., Mandal, RK., Ojha, SN. 2004. Evolution of microstructure in spray formed Al-18%Si alloy. Mater. Sci. Eng. A, 383: 14-20.
Tomida, S., Nakata, K., Shibata, S., Zenkouji, I., Saji, S. 2003. Improvement in wear resistance of hyper-eutectic A-Si cast alloy by laser surface remelting. Surf. Coat. Technol., 169-170: 468-471.
Wang, F., Zhang, J., Xiong B., Zhang, Y. 2009. Effect of Fe and Mn additions on microstructure and mechanical properties of spray-deposited Al-20Si-3Cu-1Mg alloy. Mater. Charact., 60: 384-388.
Zhang, Q., Liu X., Dai, H. 2009. Re-formation of AlP Compound in Al-Si melt. J. Alloys Compd., 480: 376-381.
Zhu, J.M., Fu, H.M., Zhang, HF., Wang, AM., Li, H., Hu, ZQ. 2010. Synthesis and Properties of Multiprincipal Component AlCoCrFeNiSix Alloys.Mater. Sci. Eng. A, 527: 7210-7214.