A201.0 alaşımında mekanik özelliklerin iyileştirilmesi
Improvement of mechanical properties in a201.0 alloy
- Tez No: 1014064
- Danışmanlar: PROF. MUSTAFA ACARER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, yüksek sıcaklık dayanımı ve mukavemeti nedeniyle havacılık ve savunma sanayinde yaygın olarak kullanılan A201.0 (Al-Cu-Ag) döküm alüminyum alaşımının mekanik özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Ancak bu alaşım sınırlı süneklik, tanelerarası çatlak oluşumuna yatkınlık ve döküm kabiliyetindeki zorluklar nedeniyle endüstriyel uygulamalarda bazı kısıtlamalar göstermektedir. Bu kapsamda, çalışmada partikül takviyesi yoluyla malzemenin mekanik özelliklerinin artırılması hedeflenmiş ve SiC katkılı A201.0 alaşımı üretilmiştir. SiC partikülleri mekanik alaşımlama yöntemiyle %1, %2, %3 ve %5 oranlarında hazırlanmış, tungsten çelik bilyalarla 2 saat – 300 rpm parametresinde öğütülmüştür. Elde edilen kompozit tozlar, ser-best döküm yöntemiyle sıvı A201.0 alaşımına eklenmiş ve karıştırma işlemi sırasında homojen dağılımın sağlanabilmesi için kısa süreli lokal ön ısıtma yapılmıştır. Kum kalıp tasarımı CAD ortamında gerçekleş-tirilmiş, simülasyon analizi yapıldıktan sonra kalıp 3D maça makinesi ile üretilmiştir. Her dökümden iki çekme numunesi elde edilmiştir. Üretilen numuneler 543 °C'de 20 saat çözeltiye alma, ardından en fazla 15 saniye içinde su verme işlemleriyle hızlı soğutulmuş ve son olarak 188 °C'de 5 saat yapay yaşlandırma uygulanmıştır. Numune hazırlama işlemi sonrasında mekanik testlere uygun ölçülerde tornalama ve CNC işleme yapılmıştır. Çalışma sonucunda Elde edilen SEM-EDS ve mikroyapı analizleri, SiC takviye oranındaki artışın ve beraberinde değişen Titanyum (Ti) miktarının, A201.0 matris yapısı üzerinde belirgin bir modifikasyon etkisi yarattığını ortaya koymuştur. Özellikle Numune 17 (%2.39 Ti) ve Numune 18 (%1.84 Ti) içerikli örneklerde, Titanyumun katılaşma sırasında heterojen çekirdeklenmeyi teşvik etmesi sonucu kaba dendritik yapıların yerini ince ve eş eksenli tanelere bıraktığı gözlemlenmiştir. Tane boyutundaki bu rafinasyon, Hall-Petch güçlenmesi aracılığıyla malzemenin akma dayanımını artırmıştır. EDS spektrumlarından elde edilen Karbon (C) verileri, %11.27 (Numune 18) seviyesine ulaşan takviye fazının matris içerisinde başarıyla tutunduğunu ve sert SiC partiküllerinin dislokasyon hareketlerini engelleerek (Orowan mekanizması) sertlik değerlerini maksimize ettiğini doğrulamıştır. Mekanik testler, SiC oranındaki artışa paralel olarak çekme dayanımında baz alaşıma kıyasla anlamlı bir iyileşme olduğunu göstermiştir. Oksit safsızlıklarının bertaraf edildiği ideal koşullarda, matristen takviye fazına verimli bir yük aktarımının (load transfer) gerçekleştiği ve T6 ısıl işlemiyle birlikte malzemenin havacılık ve savunma sanayi standartlarına uygun, yüksek mukavemetli bir kompozit yapıya ulaştığı saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
This study aims to improve the mechanical properties of the A201.0 (Al-Cu-Ag) cast aluminium alloy, which is widely used in the aerospace and defence industries due to its high temperature resistance and strength. However, this alloy exhibits certain limitations in industrial applications due to its limited ductility, susceptibility to intergranular cracking, and difficulties in casting. In this context, the study aimed to enhance the mechanical properties of the material through particle reinforcement and produced a SiC-added A201.0 alloy. SiC particles were prepared at concentrations of %1, %2, %3 and %5 using a mechanical alloying method and ground with tungsten steel balls at 300 rpm for 2 hours. The resulting composite powders were added to the liquid A201.0 alloy using the free casting method, and short-term local preheating was perfor-med during the mixing process to ensure homogeneous distribution. The sand mould design was carried out in a CAD environment, and after simulation analysis, the mould was produced using a 3D core machine. Two tensile specimens were obtained from each casting. The produced specimens were solution treated at 543 °C for 20 hours, then rapidly cooled by qu-enching in water within a maximum of 15 seconds, and finally subjected to artificial ageing at 188 °C for 5 hours. Following sample preparation, turning and CNC machining were performed to dimensions suitable for mechanical testing. The SEM-EDS and microstructural analyses obtained as a result of the study revealed that an increase in the SiC reinforcement ratio, accompanied by a corresponding change in the titanium (Ti) content, had a significant modifying effect on the A201.0 matrix structure. In particular, in samples 17 (2.39% Ti) and 18 (1.84% Ti), it was observed that, as a result of titanium promoting heterogeneous nucleation during solidification, coarse dendritic structures were replaced by fine, equiaxed grains. This refinement in grain size has increased the material's yield strength via Hall-Petch hardening. Carbon (C) data obtained from EDS spectra confirmed that the reinforcement phase, reaching a level of 11.27% (Sample 18), was successfully retained within the matrix and that the hard SiC particles maximised hardness values by inhibiting dislocation motion (Orowan mechanism). Mechanical tests have shown a significant improvement in tensile strength compared to the base alloy, in parallel with the increase in the SiC content. Under ideal conditions where oxide impurities were eliminated, it was determined that efficient load transfer from the matrix to the reinforcement phase occurred and, in conjunction with T6 heat treatment, the material achieved a high strength composite structure compliant with aerospace and defence industry standards.
Benzer Tezler
- Çelik ve alüminyum alaşımlı çekirdekli burkulması önlenmiş çaprazların (BÖÇ) tasarımı, üretimi ve yön değiştiren tekrarlı yükler etkisindeki davranışı
Design, fabrication, and cyclic behavior of steel and aluminum alloy core buckling restrained braces (BRBs)
ÇİGDEM KARATAŞ
Doktora
Türkçe
2012
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK
- Sınav stresi olan lise son sınıf öğrencilerinin kahve tüketimi ve beslenme durumunun değerlendirilmesi
Consumption of coffee among the senior students in high school who has exam stress and evulosation of nutrition condition
GÜLCAN YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Beslenme ve Diyetetikİstanbul Okan ÜniversitesiBeslenme ve Diyetetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUVEDDET EMEL ALPHAN
- Hemodiyaliz hastalarına tuz kısıtlaması konusunda verilen egitimin volüm-kan basıncı üzerindeki etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of the 0mpact of education given to hemodialysis patients about sodium restriction on volume and blood pressure
YASEMİN TURGUT KURT
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2011
NefrolojiOndokuz Mayıs Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NUROL ARIK
- Türkçe dersinde simgesel dil öğretiminin ilköğretim öğrencilerinin benzetme, kişileştirme ve deyim kullanımına etkisi
The effect of the figurative language education on elementary students' use of simile, personification and idiom in Turkish course
RAZİYE AKKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Eğitim ve ÖğretimEskişehir Osmangazi Üniversitesiİlköğretim Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. PINAR GİRMEN
- İstanbul şehir hatlarının gemi ve hat analizi
The ferry and line analysis of Istanbul sehir hatlari
TOLGA AYCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Ulaşımİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ BARLAS