Yüksek silisyum içerikli Al-Si-Fe alaşımlarının mikroyapı özellikleri üzerinde hızlı katılaştırma ve kobalt'ın etkileri
Effects of rapid solidification and cobalt on the microstructural properties of high silicon content Al-Si-Fe alloys
- Tez No: 322725
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN UZUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Physics and Physics Engineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Al-Si alaşımları, Fe-içeren intermetalik bileşikler, Hızlı katılaştırma, Eriyik eğirme, Mikroyapı, Al-Si alloys, Fe-bearing intermetallics, Rapid solidification, Melt Spinning, Microstructure
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gaziosmanpaşa Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 167
Özet
Bu çalışmada geleneksel döküm ve hızlı katılaştırılmış Al?XSi?5Fe?YCo (X= 20, 25 ve 30; Y = 0, 1, 3 ve 5) alaşımlarının mikroyapısal ve mekanik özelliklerine kobalt katkısının etkileri rapor edilmektedir. Bu kapsamda, ilk olarak Al?XSi?5Fe?YCo (X= 20, 25 ve 30; Y = 0, 1, 3 ve 5, aksi belirtilmedikçe bütün yüzdeler ağırlıkça yüzdelerdir) mastır alaşımları, Al (%99.99 saflıkta), Si (%99.999 saflıkta), Fe (%99.999 saflıkta) ve Co (%99.999 saflıkta) elementleri kullanılarak hazırlanmıştır. Mastır alaşımlar indüksiyon eritme ocağında üretilmişlerdir. Daha sonra, bunların hızlı katılaştırılmış karşıtları Edmund Buhler SC tipi bir eriyik eğirme sistemi ile üretilmiştir. Eriyik eğirme siste-minde, bir boron-nitrür pota içerisinde eritilen eriyik, 250 mbar basınçlı argon gazı yar-dımı ile 20m/s hızla dönen parlak bir bakır disk üzerine püskürtülmüştür. Bütün üretim süreçleri Ar atmosferinde gerçekleştirilmiştir. Numunelerin mikroyapıları X-ışını dif-raktometresi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve geçirimli electron mikros-kobu (TEM) yardımıyla incelenmiştir. Termal analizler diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile gerçekleştirilmiştir. Mikrosertlik ölçümleri Vickers uçlu bir mikrosertlik test cihazı ile yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar göstermiştir ki; Al-Si-Fe alaşımlarına yapılan yeterli miktardaki Co katkısı Fe-içeren intermetaliklerin morfolojilerini uzun çubuk/iğne benzeri yapıdan kısa çubuk benzeri yapıya dönüştürmekte ve onların mikroyapı içerisinde homojen bir şekilde dağılımını sağlamaktadır. Kobalt aynı zamanda, Al-Si alaşımlarında yüskek yapısal aşırı soğumaya neden olduğundan ve silisyum ile yüksek karışım entalpisine sahip olduğundan birincil silisyum fazlarını inceltebilir ve onların morfolojilerini değiştirebilir. Geleneksel döküm Al-20Si-5Fe alaşımlarına yapılan ağ.%5 Co katkısı hem birincil silisyum fazlarının hem de Fe-içeren intermetaliklerin ortalama boyutlarının azalmalarına neden olmaktadır. Hızlı katılaştırılmış Al-20Si-5Fe alaşımlarında, yapılan Co katkısı ile birlikte mikroyapı daha ince ve homojen hale gel-mekte ve aynı zamanda özelliksiz bölgenin kalınlığı da artmaktadır. Hızlı katılaştırılmış Al-25Si-5Fe ve Al-30Si-5Fe alaşımlarına yapılan sırasıyla ağ.%3 ve 5 Co katkıları mik-royapıda homojen bir şekilde dağılmış küresel silisyum fazlarının oluşumuna neden olmaktadır. Al-25/30Si-5Fe alaşımlarında küresel silisyum fazlarının oluşabilmesi için optimum Si/Co oranı 6 ila 8.33 arasında olmalıdır. Yapılan kobalt katkısı ile birlikte, alaşımların mikrosertlik değerleri genellikle artış göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, effects of cobalt addition on the microstructure and mechanical properties of Al?XSi?5Fe?YCo (X= 20, 25 and 30; Y = 0, 1, 3 and 5) alloys have been reported. In this context, elemental Al (99.9% purity), Si (99.999% purity), Fe (99.999 wt.% pu-rity) and Co (99.999 wt.% purity) were used to prepare the master alloys of nominal composition Al?XSi?5Fe?YCo (X= 20, 25 and 30; Y = 0, 1, 3 and 5, and all percenta-ges are wt.% unless otherwise stated). The master alloys were first produced in an in-duction heating melter. Then rapidly solidified counterparts of the master alloys were prepared using an Edmund Buhler SC melt-spinner, where the molten alloy in a boron-nitride crucible was ejected onto a polished copper wheel with 20m/s disc velocity by pressurized argon of 250 mbar. All production processes were performed in Ar atmosp-here. The microstructures of samples were investigated using X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Thermal analysis were conducted by a differential scanning calorimetry (DSC). A Vickers microhardness tester was used for microhardness measurements. The results showed that sufficient amount of Co addition alters morphology of Fe-bearing interme-tallic compounds (IMCs) from long rod/needle ? like to short rod-like, and leads to a more homogenous distribution of them in the microstructure. In the Al-Si alloys, Cobalt can also refine primary Si particles and change their morphology because it causes higher constitutional under cooling and has large mixing enthalpy with Si. Addition of 5 wt. % Co leads to a decrease in average size of the primary silicon and Fe-bearing intermetallic phases in as-cast Al-20Si-5Fe alloys. In melt-spun Al-20Si-5Fe alloys with the addition of Co, the microstructure became finer and more homogenously distributed, and thickness of the featureless zone increased greatly. In the rapidly solidified Al-25Si-5Fe and Al-30Si-5Fe alloys, 3 and 5 wt. % Co addition causes homogeneously distributed fine spherical Si particles, respectively. The optimum ratio of Si and Co should be between 6 and 8.3 to form spherical Si grains in Al-25/30Si-5Fe alloys. In general, an improvement in microhardness value was obtained with addition of Co.
Benzer Tezler
- A356, A357 ve F357 alüminyum döküm alaşımlarının hassas döküm tekniği ile üretimi ve karakterizasyonu
Production of A356, A357 and F357 aluminum casting alloys by precision casting technique and characterization
MERVE SANCAR COŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVAT BORA DERİN
- Kokil kalıba döküm yöntemiyle üretilen bronz ve pirinç malzemelerın sıcak dövme ve ısıl işlem sonrası aşınma ve korozyon özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the wear and corrosion properties of bronze and brass materials produced by mold casting method after hot forging and heat treatment
HANİFİ TAZE
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN AHLATCI
- Development of new generation Fe-based Al-Si-Mo alloys for exhaust manifold applications
Egzoz manifold uygulamaları için yeni nesil Al-Si-Mo alaşımlı dökme demirlerin geliştirilmesi
RIFAT YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK
- Kaynak edilebilen kobalt ve demir esaslı alaşımların yüksek sıcaklıkdaki aşınma davranışları
High temperature wear behaviour of weldable cobalt and iron based alloys
HALİS ÇELİK
- CO2 gazının uzaklaştırılabilmesi için sorbent geliştirilmesi
Development of sorbent for removal of CO2
DİLŞAD DOLUNAY ESLEK KOYUNCU
Doktora
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SENA YAŞYERLİ
PROF. DR. NAİL YAŞYERLİ