| Popis: |
ÖZET Bugünün rekabetçi dünyasında ülkelerin sosyal yaşamları özellikle o ülkede yaşayan bireylerin iletişim ve ulaşımına bağlıdır. Otomotiv, havacılık, demir yolu sanayileri ağırlıklı olarak bu talepleri ve gereksinimleri karşılamak için güvenilir, hızlı, çevreye duyarlı ve güvenli tasarım çözümleri sağlamayı amaçlamaktadır. Alüminyum, hadde, ekstrüzyon ve döküm gibi çok yönlü imalat teknikleri kullanılarak üretilebilen ve yüksek dayanımından ötürü endüstride yapısal uygulamalarda tercih edilen bir malzemedir. Yapısal uygulamalarda tasarım kriterlerine uygun yüksek dayanımlı AlMgSi alaşımları ekstrüzyon yöntemi ile üretilmektedir. Yüksek dayanımlı alüminyum alaşımlarında magnezyum ve silisyum temel alaşım elementleridir. MgSi fazı oluşumu için Mg/Si oranı 1,73:1 olması gerekmektedir. Mangan, krom gibi diğer elementler tane büyümesini kontrol etmek ve yeniden kristalleşmeyi geciktirmek için kullanılmaktadır. Alüminyum ekstrüzyon prosesinde statik, dinamik ve geometrik yeniden kristalleşme mekanizması görülebilir. Yüzey yeniden kristalleşme tabaka yapısı (YKT), nihai ürünün yüzey kusurlarından biri olup, düşük işlenebilirlik, düşük mekanik özellik ve kötü yüzey görünümüne sebep olmaktadır. Bu çalışmada, 6005A alaşımlarında meydana gelen YKT oluşumunu geciktirici etki eden ana faktörlerin anlaşılması amaçlı farklı Mn ve Cr oranlarına sahip alaşım kompozisyonu incelenmiştir. Yeniden kristalleşmiş tabaka optik mikroskobu ile incelenmiş ve tabakanın derinlik mesafe ölçümü yapılmıştır. Kimyasal kompozisyonda yapılan değişiklikler ile YKT kalınlığında önemli ölçüde iyileşme görülmüştür SUMMARY In todays competetive world social and economic life of countries mainly depend on communication and transportation. Increasing demands and necessities on commute, travel and transporting manufactured goods from one place to another compel governments to make invesments on transportation sector. Automotive, aerospace, railway industries have been working on mainly providing reliable, faster, enviromental friendly, and safe design solutions to meet these demands and requirements. Aluminum one of the material which fullfill many of design criteria especially in the field of structural applications due to its high specific strength and being produced using versatile manufacturing techniques such as casting, rolling and extrusion. High strength AlMgSi alloys have been used in extrusion process for the production of structural applications. Mechanical properties and the surface quality of structural extruded aluminum products are vital for customers. Due to the nature of extrusion process- high strain and strain rates at elevated temperatures-there is always a risk of inhomogenous grain structure on the surface of extruded aluminum alloys. Understanding the response of high strength aluminum alloys under hot deformation governs the mechanical and surface properties of materials a results of changing microstructure. Microstructural developments in these alloys are affected by alloy composition, dynamic restoration and hardening mechnanisms. The main alloying elements in high strength alloys are Magnesium (Mg) and Silicon (Si). The strength in these alloys is a results of Mg2Si and the 1.73: 1 Mg/Si ratio is required for the formation of Mg2Si phase. Other elements such as Manganese (Mn) and Chromium (Cr) are used for retarding recrystallization to control grain growth. Several recyrstallization mechanism could be seen in aluminum extrusion namely, static, dynamic and geomeric recrystallization. Peripheral coarse grain growth (PCG) structure is one of surface imperfections that result in low machinability, mechanical properties and surface appearance. Peripheral coarse grain growth is generally observed in high-strength aluminum alloys. In this study, 6005A alloy composition have been investigated to understand the major factors effecting PCG structure in hard aluminum alloys for retarding PCG formation. The recrystallized layer thickness was examined using optical microscopy. Significant improvement on PCG has been obtained by changing alloy composition. İÇİNDEKİLER BEYAN TEŞEKKÜR i İÇİNDEKİLER ii KISALTMALAR iv SİMGELER v TABLOLAR LİSTESİ vi ŞEKİLLER LİSTESİ vii ÖZET ix SUMMARY x BÖLÜM 1. GİRİŞ 1 BÖLÜM 2. KAYNAK ARAŞTIRMASI 4 2.1. Alüminyum Temel Özellikleri ve Kullanım Yerleri 4 2.2. Alüminyum ve Alaşımlarının Kategorize Edilmesi 6 2.2.1. Alüminyum işlem alaşımları 6 2.2.2. Alüminyumun döküm alaşımları 7 2.2.3. Al-Mg-Si alaşımları 8 2.2.4. Al-Mg-Si alaşımların döküm işlemi 9 2.2.4.1. Soğutmalı direk döküm 9 2.2.4.2. Biyet homojenizasyon işlemi 12 2.2.4.3. Çökelme sertleşmesi 13 2.2.5. Mangan faz diyagram 16 2.3. Alüminyum Alaşımlarının Yeniden Kristalleşme Davranışı 18 2.4. Aluminyumda Alaşım Elementlerin Etkisi 20 2.4.1. Bakırın alüminyum üzerine etkisi 21 2.4.2. Magnezyum alüminyum üzerine etkisi 21 2.4.3. Silisyumun alüminyum üzerine etkisi 21 2.4.4. Manganezin alüminyum üzerine etkisi 21 2.4.5. Kromun alüminyum üzerine etkisi 22 2.4.6. Çinkonun alüminyum üzerine etkisi 22 2.4.7. Titanyum alüminyum üzerine etkisi 22 2.4.8. Demirin alüminyum üzerine etkisi 22 2.5. Alüminyum Alaşımlarının Faz Diyagramları 23 BÖLÜM 3. ALÜMİNYUM EKSTRÜZYON 27 3.1. Ekstrüzyona Giriş 27 3.2. Direk Ekstrüzyon Tekniği 28 3.3. Zıvanalı Profillerin Ekstrüzyonu 31 BÖLÜM 4. DENEYSEL ÇALIŞMALAR 33 4.1. Profil ve Malzeme Seçimi 34 4.2. Deneme Üretimi ve Parametreleri 35 4.3. Metalografik Çalışmalar 38 4.3.1. Makro inceleme 38 4.3.2. Mikro inceleme 39 4.3.2.1. Mikro test için numune hazırlığı 40 4.3.2.2. Sıcak bakalitleme 40 4.3.2.3. Metalografik zımparalama 41 4.3.2.4. Metalografik parlatma 43 4.3.2.5. Metalografik dağlama 44 4.3.2.6. Metalografik numune kontrolü 44 4.4. Mekanik Deneyler 45 BÖLÜM 5. DENEYSEL SONUÇLAR 47 5.1. Metolografik İncelemeler (Makro ve Mikroyapı) 47 5.2. 6005A Standartlara Uygun (Düşük Mn ve Cr Değelerine Sahip) Alaşım ile Yapılan Üretim 47 5.3. 6005A – Mn (Mangan) Arttırılmış Alaşım ile Yapılan Üretim 49 5.4. 6005A – Cr (Krom) Arttırılmış Alaşım ile Yapılan Üretim 50 5.5. 6005A – Mn + Cr (Mangan + Krom) Arttırılmış Alaşım ile Yapılan Üretim 52 5.6. Deneme Üretimlerin Kıyaslanması 54 5.7. Çekme Deneyi Sonuçları 55 5.8. Sertlik Testi Sonuçları 58 BÖLÜM 6. DEĞERLENDİRME SONUÇLAR 60 KAYNAKLAR 62 |
