AlSi12Cu1(Fe)alaşımının yüksek basınçlı dökümünde safsızlık elementlerinin ve döküm parametrelerinin mikroyapı özelliklerine etkisinin incelenmesi
An investigation of the effect of the impurity elements and the casting parameters on microstructural properties of high pressure die casting of AlSi12Cu1(Fe)1(FE) alloy
- Tez No: 976208
- Danışmanlar: PROF. DR. MUZAFFER ZEREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering, Metallurgical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek basınçlı döküm, ince kesitli, karmaşık geometrili ve hassas ölçüler gerektiren metal parçaların üretiminde yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu teknikte, ergiyik metal yüksek hız ve basınç altında kalıp boşluğuna enjekte edilmektedir. Alüminyum alaşımları yüksek mukavemet/ağırlık oranı, korozyon ve aşınma direnci ile düşük ısıl genleşme katsayıları sayesinde özellikle otomotiv endüstrisinde büyük önem taşımaktadır. Ancak geri dönüştürülmüş alüminyum alaşımlarının kullanılması, intermetalik yapıların artışı da dâhil olmak üzere bazı mikroyapısal değişikliklere neden olmaktadır. Birincil alüminyum üretimine kıyasla yaklaşık %95'e kadar enerji tasarrufu sağlaması, ikincil alüminyumu sürdürülebilir bir seçenek haline getirmektedir. Bu stratejik önem arttıkça, safsızlıkların kontrolü ve mikroyapının iyileştirilmesi kritik hale gelmektedir. Özellikle demir olmak üzere safsızlık elementleri, mekanik özellikleri ve döküm kalitesini olumsuz etkileyen kırılgan intermetalik fazların oluşumuna neden olmakta; ayrıca yüksek basınçlı döküm sırasında ergiyik metalin beslenmesinde güçlükler ve çeşitli döküm hataları ortaya çıkarmaktadır. Bu olumsuz etkilerin azaltılabilmesi için, kırılgan fazların daha az zararlı yapılara dönüştürülmesinde mangan ve krom ilavesi yaygın olarak tercih edilmektedir. Bu çalışmada, AlSi12Cu1(Fe) alaşımı üzerinde safsızlık elementlerinin mikroyapısal etkilerinin anlaşılmasına yönelik metalografik incelemeler sunulmaktadır. Bulgular, safsızlık elementlerinin yanı sıra soğuma hızı, bekletme süresi ve fırın doluluk oranının da fazların oluşumu, morfoloji, boyut ve dağılımları üzerinde önemli rol oynadığını göstermektedir. Bu çalışma, ikincil alüminyum alaşımlarında Fe nötralizasyon mekanizmalarının anlaşılmasına değerli bir katkı sağlamaktadır. Bu çalışmada sunulan bulgular, döküm performansını artırmak amacıyla alaşım kimyasının optimizasyonu için bilimsel bir temel sunmaktadır. Bulgular, ikincil alüminyum alaşımlarında istenmeyen intermetalik oluşumunu kontrol ederek döküm kalitesinin ve mekanik özelliklerin iyileştirilmesine katkıda bulunacaktır.
Özet (Çeviri)
High pressure die casting is a widely used method for producing metal parts that require thin sections, complex geometries, and precise dimensions. In this technique, molten metal is injected into the mold cavity at high speed and pressure. Aluminum alloys are particularly important in the automotive industry due to their high strength-to-weight ratio, corrosion and wear resistance, and low thermal expansion coefficients. However, the use of recycled aluminum alloys causes some microstructural changes, including an increase in intermetallic structures. Compared to primary aluminum production, it offers energy savings of up to approximately 95%, making secondary aluminum a sustainable option. As this strategic importance increases, the control of impurities and the improvement of microstructure become critical. Impurity elements, particularly iron, cause the formation of brittle intermetallic phases that negatively affect mechanical properties and casting quality; they also cause difficulties in feeding molten metal during high-pressure casting and various casting defects. To mitigate these negative effects, the addition of manganese and chromium is commonly preferred to convert brittle phases into less harmful structures. This study presents metallographic investigations aimed at understanding the microstructural effects of impurity elements on the AlSi12Cu1(Fe) alloy. The findings indicate that, in addition to impurity elements, cooling rate, holding time, and furnace capacity ratio also play a significant role in the formation, morphology, size, and distribution of phases. This study makes a valuable contribution to the understanding of Fe-neutralization mechanisms in secondary aluminum alloys. The findings presented in this study offer a scientific basis for the optimization of alloy chemistry, with the objective of enhancing casting performance. The findings will contribute to enhanced casting quality and mechanical properties by controlling undesirable intermetallic formation in secondary aluminum alloys.
Benzer Tezler
- Alsi12cu1(FE) alüminyum alaşımının yüksek basınçlı döküm prosesinde çekinti porozitesinin azaltılması ve performans analizi
Reduction of shrinkage porosity and performance evaluation in the high pressure die casting process of alsi12cu1(FE) alumnum alloy
BERKAN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM ALTUNCU
- Yüksek basınçlı döküm prosesi ile üretilen alüminyum otomotiv parçalarında kalıp tasarım değişikliklerinin parça döküm kalitesi üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of die design modifications on casting part quality in aluminum automotive parts produced by high pressure die casting process
ONUR KENAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EKREM ALTUNCU
- Yüksek basınçlı döküm parametrelerinin alüminyum döküm parçalarda gözenek oluşumuna etkisi
Effects of high pressure die casting parameters on porosity formation in aluminium casting parts
LEYLA ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriYalova ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET TURAN
- An experimental and a numerical investigation of a high pressure die casting aluminium alloy
Yüksek basınçlı alüminyum alaşımı dökümünün deneysel ve nümerik bir incelemesi
ÖZLEM BOYDAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT SAVAŞ
- Toz metalurjisi yöntemi ile alüminyum esaslı köpük sandviç yapı üretimi
Production of closed-cell aluminum foam-based sandwich structures by powder metallurgy technique
HÜSEYİN DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TÜRKER