Çeşitli oranlardaki Al-Cu-B alaşımlarında intermetalik faz tane büyüklüğünün mekanik özelliklere etkisi

Abstract

Alüminyum alaşımlarında yaşlandırma ile oluşturulan intermetalik fazlar, yaşlandırılabilir malzemelerin sertlik, çekme, darbe ve aşınma mukavemeti değerlerinde önemli artışlar sağlayabilir. Çok farklı alanlarda kullanılan malzemelerin özellikle yüksek sıcaklıklarda mukavemetlerini korumaları beklenir. Ancak yaşlandırma ile oluşan intermetalik fazların yüksek sıcaklıklarda kararlı olmamaları nedeniyle malzemelerden beklenen bu özellik çok sınırlanır. Bu sınırlılık yapı içersinde yüksek sıcaklıklarda kararlı fazların oluşturulması ile önemli ölçüde genişletilebilir. Teknolojik uygulamalarda basan ile yararlanılan bor esaslı intermetalik fazlar yüksek sıcaklıklarda kararlıdırlar. Ancak bu fazlan alüminyum matriks içinde üretilmesi kolay değildir. Klasik yöntemlerle üretilmesi durumunda katılaştırma aralığının geniş olması sebebiyle tane oluşumlar istenilen ölçüde kontrol edilemez. Bu sebeple sonuç özelliklerinin iyileştirilmesi istenilen aralıklarda gerçekleştirilemez. Yüksek sıcaklıklarda kararlı olan ve küçük boyutlu intermetalik fazları alüminyum matrikste üretebilmek özel yöntemlerle mümkün olmuştur. Bu çalışmada, ötektik bölgesi Cu-B alaşımlarının katılaştırma hızının değiştirilerek değişik büyüklükte intermetalik faz içeren alaşımların elde edilmesi ve bu alaşımlardan intermetalik fazlar tekrar parçalanmadan ayırt edilmesi (ve alaşımların 800° C daki sıvı alüminyum içine aşılanması) esasına dayanan bir üretim yoluna gidilmiştir. Bu amaçla üretilen Al-%4.5(Cu-B) alaşımlan seçilen şartlarda yaşlandırma işlemine tabi tutulmuş ve belirlenen bir tribosistemde aşınma miktarları değişimleri, çekme ve çentik-darbe mukavemetleri uygulanan üretim parametrelerine bağlı olarak incelenmiştir.III Şimdiye kadar uygulana gelen yöntemlerle, aynı kompozisyon ve yaşlandırma şartlarında üretilen alaşımların yine aynı tribosistemdeki aşınma miktarları değişimleriyle, çekme ve çentik-darbe mukavemetleri mukayese edilmiştir. Uyguladığımız yöntemlerle üretilen Al-%4.5(Cu-B) alaşımlarının aşınma dayanımı, çekme ve çentik-darbe mukavemeti değerlerinde, uygulana gelen (klasik) yöntemlerle üretilmiş aynı kompozisyonlu alaşımlara göre önemli ölçüde iyileşmeler kaydedilmiştir.

Intermetallic phases formed by aging in aluminum alloys can improve the hardness, tension, impact and wear resistance of agable materials considerably. It is expected that the materials used in several different areas keep their strengths especially in high temperatures. But this expection is limited due to the instabilities of intermetallic phases formed by aging in high temperatures. This limitation can be overcome significantly by forming stable phases in high temperatures. Bor based intermetallic phases, used succesfully in technological applications, are stable in high temperatures. But production of these phases in aluminum matrix is not easy. The grain formation can not be controlled as desired due to large solidification gap in the case of conventional production methods. Therfore, improvement of resultant properties can not be realized in desired gap. It has been possible by only special methods to produce fine and stable at high tempreture intermetallic phases in aluminum matrix. İn this study, a production method based on obtainning alloys that include intermetallic phases in various sizes by changing solidification rate of Cu-B alloys in eutectic region and distinguishing of intermetallic phases from alloy before breaking up (and addition of alloys into liquid aluminum at 800 ° C). Al-%4.5(Cu-B) alloys produced for this purpose were subjected to aging process under the selected conditions and changes in wear resistance in a specified tribosystem, tension and impact strengths were investigated depending on the production parameters.V The changes in wear resistance of alloys; the same composition and produced under the same aging condition, in the same tribosystem and tension and impact strengths are compared with those obtained classical methods. important improvements are achieved in wear resistance, tension and impact strength values of Al- %4.5(Cu-B) alloys produced by this methods in comparison to alloys of the same composition and produced by using classical methods.