Basınçlı döküm yöntemi ile üretilen Zn-Al esaslı alaşımlarının mikroyapı ve mekanik özelliklerine alaşım elementlerinin etkisi
Effect of alloying elements on the microstructure and mechanical properties of pressure die cast zinc-aluminium based alloy
- Tez No: 293871
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aşınma davranışı, Basınçlı döküm yöntemi, Wear behavior, Pressure die casting method
- Yıl: 2009
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda yapılan araştırmalar ve çinko endüstrisindeki gelişmeler Zn-Al esaslı alaşımların kullanım alanlarını oldukça genişletmiştir. Zn-Al alaşımları bileşimlerindeki aluminyum oranına bağlı olarak Zamak ya da ZA alaşımları olarak adlandırılmaktadır. Zamak alaşımları ötektik altı bileşimde (%Al< %5.1) iken daha yüksek aluminyum oranına sahip ZA alaşımları ötektik üstü bileşimdedir. Birçok döküm yöntemleri ile üretilen ZA alaşımlarının üretilmesinde özellikle basınçlı döküm yöntemi ile çok başarılı sonuçlar elde edilmektedir. En yaygın kullanılan ZA alaşımlarından olan ZA8, ZA12 ve ZA27 alaşımları Zamak alaşımlarına göre daha üstün mekanik özelliklere sahiptir ve bu özelliklerinden dolayı, konvansiyonel birçok uygulamalarda kullanılan aluminyum, bronz, pirinç gibi döküm alaşımlarının yerini almıştır.Bu çalışmada basınçlı döküm yöntemiyle üretilen çinko-aluminyum esaslı alaşımların mikroyapı ve mekanik özelliklerine, aluminyum, bakır, magnezyum ve silisyum elementlerinin etkisi incelenmiştir. Bu amaçla %7.93 Al içeren ticari bir ZA alaşımının bileşimine farklı oranlarda (%7.18-10.48 Al, %0.86-2.66 Cu, %0.009 1.19 Mg ve % 0.11-0.6 Si) alaşım elementi ilave edilerek farklı bileşimlerde ZA alaşımlarının üretilmesi sağlanmıştır. Alaşımların mikroyapısal özellikleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını difraksiyonu (XRD) ile karakterize edilmiş, mekanik özelliklerin belirlenmesi amacıyla da, sertlik, çekme, darbe, aşınma ve sürünme deneyleri yapılmıştır.Alaşımların mikroyapısı, genelde ötektoid dönüşüme uğramış ß dendritleri ile dendritleri çevreleyen ?+? ötektik yapısından oluşmaktadır. Bakır ve magnezyum grubu alaşımlarda bu fazlara ilaveten sırasıyla CuZn4 ve Mg2Zn11 fazlarının oluştuğu da XRD çalışmaları ile belirlenmiştir. Alaşımların mekanik özellikleri incelendiğinde, Al, Cu ve Si grubu alaşımlarda artan alaşım elementi oranına bağlı olarak akma dayanımı artarken süneklik azalmaktadır. Mg grubunda ise sertlik artarken süneklik ve tokluk azalmaktadır. Tüm alaşım grupları içerisinde en yüksek sertlik değeri, %1.19 Mg içeren alaşımda elde edilmiştir. Akma ve çekme dayanımları karşılaştırıldığında ise en yüksek değerler % 2.66 Cu içeren alaşımda elde edilmektedir. Aşınma dirençleri karşılaştırıldığında, Al ve Si grubu alaşımlarda alaşım elementi oranına bağlı olarak önemli bir değişim gözlenmez iken, Cu ve Mg grubu alaşımlarda artan alaşım oranına bağlı olarak aşınma hızının düştüğü görülmüştür. Alaşımların kararlı hal sürünme hızının genellikle artan alaşım elementi oranına bağlı olarak düşme eğilimi gösterdiği belirlenmiştir
Özet (Çeviri)
Developments in the zinc industry accompanied with numerous researches in the recent years have extended the application area of Zn-Al based alloys. Although Zn-Al based alloys can be produced by a number of fabrication methods, pressure die cast methods especially give satisfactory results in the production of these alloys. Zn-Al based alloys are known Zamak or ZA alloys depending of the aluminium content in the chemical composition. Zamak alloys have a hypoeutectic composition (%Al<5.1%) while ZA alloys, which have higher aluminium content, have hypereutectic composition. Most commonly used ZA alloys, ZA8, ZA12 and ZA27 have improved mechanical properties with respect to Zamak alloys and therefore can be substituted with several conventional cast alloys such as aluminium, bronze and brass.In this study, the effect of aluminium, copper, magnesium and silicon content on the microstructure and mechanical properties of a pressure die cast Zn-Al alloys. For this purpose, a commercial ZA alloy with 7.93 %Al was alloyed with different amounts of alloying elements (7.18-10.48 % Al, 0.86-2.66 %Cu, 0.009 1.19 %Mg, and 0.11-0.6 %Si) and 4 groups of ZA alloys with different chemical composition were produced. Microstructural properties of the alloys were characterized with scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD), and hardness, tensile, wear and creep tests were conducted to determine the mechanical properties.The microstructures of the alloys generally consist of ß dendrites undergone eutectoid transformation with ?+? eutectic structure surrounding the dendrites. In addition, in Cu- and Mg-series alloys, CuZn4 and Mg2Zn11 phases were determined by XRD. In the view point of the mechanical properties, yield strength increased and ductility decreased with increasing alloying element contents in Al-Cu and Si-series alloys. In Mg-series alloys, hardness increased, ductility and toughness decreased with increasing Mg content. Among the alloys investigated, maximum hardness was obtained in 1.19%Mg containing alloy, while maximum yield and tensile strength were obtained in 2.66 %Cu containing alloy. In the view point of wear resistance, there is no significant variation in Al- and Si-series alloy with respect to the alloying element content, while the wear rate of Cu- and Mg- series alloys decreased with increasing alloying element content. Steady state creep rate of the alloys generally exhibited a decreasing trend with increasing alloying element content
Benzer Tezler
- Basınçlı döküm yöntemiyle üretilen Zn Al alaşımlarının mikroyapıları ile mekanik ve korozyon özelliklerine alaşım elementlerinin etkisi
Başlık çevirisi yok
ALİ UĞUR
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Basınçlı döküm yöntemiyle üretilen çinko-alüminyum alaşımlarının aşınma davranışlarına alaşım elementlerinin etkisi
The Effect of alloying elements on wear behaviour of pressure die cast zinc-aluminium based alloys
COŞKUN DEMİRCİ
- Çinko-alüminyum alaşımının mikroyapısının incelenmesi
Analysis of the microstructure of zinc-aluminum alloy
HÜSEYİN MEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiFırat ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ATICI
- Production of Cu-based shape memory alloys by powder metallurgy
Bakır esaslı şekil bellekli alaşımların toz metalurjisi yöntemiyle üretimi
ARCAN FEHMİ DERİCİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLGEHAN ÖGEL
- Zn-Al-Cu alaşımlarının kuru sürtünme durumundaki aşınma özelliklerinin incelenmesi
Investigation of wear properties of Zn-Al-Cu alloys under dry sliding condition
AYŞEGÜL BEKTAŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. TEMEL SAVAŞKAN