Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ÖZNUR KILIÇ
Danışman: Kerem Altuğ Güler
Özet:
Tüm metalik malzemelerde olduğu gibi, alüminyum alaşımlarının mekanik özellikleri de mikroyapı ile doğrudan ilişkilidir. Alüminyum döküm ve dövme alaşımlarında, tane inceltme işlemi uygulanarak, elde edilen ince ve homojen mikroyapı sayesinde mekanik özelliklerin arttığı gözlemlenmiştir. İnce ve eş merkezli mikro yapı ile malzeme yüksek mukavemet ve süneklik göstermektedir. Bu nedenle, tane inceltme alüminyum alaşımlarının dökümünde yaygın olarak uygulanmaktadır. Literatürde; tane inceltme işlemlerinin farklı yöntemlerle gerçekleştirilebildiği belirtilmektedir. Bu yöntemler; termal, kimyasal ve dinamik yöntemlerdir. Bu çalışmada dinamik yöntemler arasında yeralan yörüngesel çalkalama yöntemi incelenmiştir. Çalışma kapsamında geleneksel mekanik titreşim yöntemine alternatif bir yol olan kaybolan köpük döküm yöntemi tercih edilmiştir. A356 alüminyum döküm alaşımı kaybolan köpük döküm yöntemi (lost foam casting) ile orbital çalkalama uygulanarak dökülmüştür. Deneylerde, elde edilen döküm parçaları için çalkalama oranın etkileri araştırılmıştır. Kalıplama işleminde 10 kg/m3 yoğunluğuna sahip genleşebilen polistiren (expandable polstyren) modelleri (170x50x40 mm) kullanılmıştır. Dökümler 720 °C ve 780 °C olmak üzere iki farklı sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Her bir sıcaklık için 50, 100, 150, 200
xvii
devir/dakika (revolutions per minute) yörüngesel çalkalama hızı uygulanmıştır. Çalkalamanın ve çalkalama hızının etkisini gözlemlemek amacıyla aynı sıcaklıklarda statik halde dökümlerde gerçekleştirilmiş ve bu dökümlerden elde edilen numuneler referans numuneler olarak tanımlanmıştır. Mikroyapı numuneleri kenarlardan ve bu numunelerin orta kısımlarından alınmıştır. Metalografik incelemeler görüntü analiz destekli optik mikroskopta gerçekleştirilmiştir, şekil faktörü, tane büyüklüğü ve SDAS (secondary dendrite arm spacing), ötektik silisyumların boy/en oranları hesaplanmıştır. Ek olarak, numunelerin yoğunlukları, gözeneklilik değerlendirilmesi amacıyla Arşimed prensibi ile ölçülmüştür. Numunelerin sertlik değerleri Brinell sertlik yöntemi ile hesaplanmıştır. Ayrıca mukavemet değerlerinin belirlenmesi amacıyla numunelere çekme ve çentik darbe testleri uygulanmıştır. SDAS değerinin düşük ve orta çalkalama hızlarında azaldığı fakat yüksek çalkalama hızında arttığı gözlemlenmiştir. Bu durum her iki döküm sıcaklığında gerçekleştirilen dökümler için aynıdır. Şekil faktörü 720 °C’de gerçekleştirilen dökümler için ortalama değerlerde seyrederken, 780 °C’de gerçekleştirilen dökümler için SDAS’a benzer şekilde çalkalama ile birlikte artış göstermiştir. Her iki sıcaklıkta dökülen numunelerde tane çapında düşük ve orta çalkalama hızlarında düşüş yaşanırken, çalkalama hızının artışıyla tane kabalaşması gözlemlenmiştir. Ötektik silisyumların boy/en oranların da da benzer sonuçlar tespit edilmiştir. Yoğunluk değerlerinde ise düşük ve orta çalkalama hızının sıvı metal beslemesini desteklemesi sebebiyle artış yaşanmış ve Bu durum özellikle sertlik değerlerini olumlu etkilemiştir. Fakat yüksek çalkalama hızında yaşanan besleme sorunları sebebiyle yoğunlukta düşüş yaşanmıştır ve sertlik değerleri de buna paralel olarak düşüş göstermiştir. Düşük ve orta hızlardaki çalkalama ile SDAS, tane çapı, ötektik silisyumların boy/en oranlarında düşüş meydana gelmiştir ve bu durum mekanik değerleri olumlu etkilemiştir.