Enhancement of the low temperature deformation ability of magnesium alloys
Magnezyum alaşımlarının düşük sıcaklık deformasyon kabiliyetinin geliştirilmesi
- Tez No: 334734
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BENAT KOÇKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Magnezyum alaşımları çok düşük bir yoğunluğa (1.74 g/cm3) sahip olmakla beraber, alüminyum benzeri alaşımlarla (Al: 2.7 g/cm3) neredeyse aynı ve/veya daha yüksek özgül mukavemete sahiptirler. Ayrıca magnezyum alaşımları iyi sönümleme kapasitesine sahiptirler ve üstelik kaynak, döküm ve ikincil malzeme işlemleri de yapılmaktadır. Konvansiyonel olarak kullanılan magnezyum alaşımları, beş ana gruba (Mg-Al-Zn, Mg-Zn-Zr, Mg-Toprak Metaller-Zr, Mg-th-Al, Mg-Li-Al) ayrılmaktadırlar ve bunlar arasında Mg-Al-Zn alaşımları (AZ alaşımları olarak kodlanmıştır) oldukça önemli bir yere sahiptir.Bu tezin ana amacı, AZ31 ve AZ91 alaşımlarının mekanik özelliklerini geliştirmektir. AZ31 alaşımı %3 alüminyum içerir ve AZ91 alaşımı ise %9 alüminyum içerir. Çalışma süresince kullanılan AZ31 malzemesi yerli üreticiden, AZ91 malzemesi ise yabancı üreticiden (Çin) levha şeklinde satın alınmıştır. AZ31 malzemesinin döküm mikroyapısını bozmak için, 400°C de 2 saat boyunca homojenizasyon ısıl işlemi yapılmıştır. AZ91 numunelerine ise daha homojen yapı elde etmek amacıyla, 425°C de 15 dakika boyunca homojenizasyon yapılmıştır.Homojenize edilmiş numunelere, 1-5-10-24-50-100 saatlik sürelerde, üç farklı sıcaklıkta (150-200-250°C) yaşlandırma ısıl işlemleri uygulanmıştır. Yapılan ısıl işlemlerle, malzemelerdeki mikroyapı değişiklikleri ve ardından bu değişikliklerin mekanik özeliklerinin evrimindeki etkileri incelenmiştir.Yaşlandırma ısıl işlemlerinin ardından, literatürde daha önce hiç yapılmamış, bir saat boyunca ve aynı sıcaklıklarda sabit gerilim altında (20-40-60-80MPa) yaşlandırma işlemleri uygulanmıştır. Bu termo-mekanik işlemlerin amacı, uygulanan gerilimin mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisini incelemektir. Bu termo-mekanik işlemlerin sonrasında elde edilen mekanik özelliklerdeki değişikliklerle, yaşlandırma deneyleri sonrası mekanik özelliklerdeki değişim karşılaştırılmıştır.ivYaşlandırma ısıl işlemleri Protherm masaüstü fırını ile yapılmıştır. Sabit gerilim altında yaşlandırma deneyleri özel olarak tasarlanmış ve imal edilmiş bir çember fırında yapılmıştır. Gerinim değerleri, yüksek sıcaklığa dayanıklı olan bir seramik çubuklu extensometre ile ölçülmüştür.Tüm numuneler, faz karakterizasyonu yöntemleri ile (XRD3, SEM/EDS4) ve ayrıca oda sıcaklığında çekme testleri ile incelenmiştir. Bütün bu analizler mikroyapı evrimi ve bu evrimin mekanik özeliklere olan etkisini incelemek amacıyla yapılmıştır. ß-Mg17Al12 çökeltilerinin oluşması ve büyümelerinin etkisi yaşlandırılmış numunelerde incelenmiştir ve 3. parametre olarak uygulan gerilimin etkisi, sabit gerilim altında yaşlandırılmış numunelerde incelenmiştir.Yapılan yaşlandırma deneyleri sonucunda, her iki malzemede de sıcaklık ve sürelerin artışı ile ß-Mg17Al12 çökeltilerin miktarı artmaktadır. Ayrıca SEM ve optik mikroskop sonuçları çökeltilerin mikroyapıdaki dağılımlarının her iki alaşımda iyi bir şekilde açığa vurmaktadır.Yapılan termo-mekanik işlemleri sonucunda, AZ91 alaşımlarının, dayanımı ve sünekliliğinde büyük bir artış gözlemlenmiştir. AZ31 alaşımında ise daha az bir artış gözlemlenmiştir. Süneklik ve dayanım değerleri, kısa süreli termo-mekanik işlemlerinden sonra önemli bir artış göstermektedirler. Bu sebeple 100 saatlik gibi uzun süreli yaşlandırma ısıl işlemlerinin gerekli olmadığı gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In general, magnesium alloys exhibit the attractive combinations of low densities (1.74 g/cm3 versus 2.7 g/cm3 for Al) and high specific strength values (comparable or greater than that of precipitation strengthened Al alloys), along with good damping capacity, castability, weldability, and machinability. Conventional magnesium alloys can be divided into five main groups (Mg-Al-Zn, Mg-Zn-Zr, Mg-Rare Earth-Zr, Mg-Th-Al, Mg-Li-Al) and among these alloys, those developed from the Mg-Al-Zn ternary system (i.e. coded as AZ alloys) have found great interest and the vast number of industrial applications.The main objective of this thesis is to enhance the mechanical properties of AZ31 and AZ91 Mg alloys. AZ31 and AZ91 magnesium alloy plates with 3% and 9% aluminum respectively were purchased from Turkey and China. AZ31 and AZ91 samples were homogenized at 400°C for 2 hours and at 425°C for 15 minutes respectively to break up the casting microstructure and to eliminate chemical inhomogeneity.Both alloys were aged at 150-200-250°C for 1-5-10-24-50-100 hours to see the effect of aging on the microstructural evolution and its influence on the evolution of mechanical properties of these alloys.Furthermore, aging under stress experiments were performed at the same temperature for one hour, by applying constant stress values (20, 40, 60 and 80 MPa) which are in the elastic range of the alloys. The influence of these thermo-mechanical processes on the evolution of microstructures and mechanical properties was investigated and compared with the aged samples.Aging heat treatments were performed using a tabletop furnace and aging under stress experiments were performed using an environmental chamber which was designed and manufactured for this study. Strain measurements were performed using high temperature extensometer with ceramic rods.The samples were analyzed with XRD1 to examine the phase characterizations, and furthermore were investigated by SEM/EDS2. Also tensile tests were conducted at room temperature to understand the evolution of the mechanical properties after thermo-mechanical and aging processes. The effect of formation and growth of the ß-Mg17Al12 precipitates was investigated in the aged samples and the influence of the 3rd parameter (stress) was further examined in the age-tensioned samples.Investigation of the aged samples for both of the alloys shows that the amounts of the precipitates were increased by increasing the temperature and the aging time. SEM and optical microscopy results revealed the precipitate distribution in the matrix of both alloys.Aging under stress treatments caused a considerable increase in the strength and ductility of AZ91. A smooth increase in the ductility and strength values of AZ31 was observed after short period thermo-mechanical treatments. It was also shown that 100 hours of aging periods were not necessary for further improvements in the strength and ductility.
Benzer Tezler
- Analysis of warm forming of locally heated sheet metals by using finite element analysis
Sonlu eleman methodu kullanılarak lokal olarak ısıtılmış sac levhaların ılık şekillendirilmesinin analizi
MEHMET MUMBUÇOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER EYERCİOĞLU
- Yüksek bor ayırma kapasitesine sahip yeni nesil ince film nanokompozit membranlar
Novel thin film nanocomposite membranes with high boron removal capacity
SÜER KÜRKLÜ KOCAOĞLU
Doktora
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Understanding and optimization of InN and high indium containing InGaN alloys by metal organic chemical vapor deposition
Başlık çevirisi yok
ÖCAL TUNA
Doktora
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiRheinisch-Westfälische Technische Hochschule AachenElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MICHAEL HEUKEN
PROF. DR. RAINER WASER
- Efteni bölgesi (Düzce) sıcak ve mieralli su kaynaklarının hidrojeokimyasal incelemesi
Hydrogeochemical investigation of thermal and mineral springs of Efteni area (Düzce)
HÜSEYİN KARAKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Jeoloji MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ŞAKİR ŞİMŞEK
- Strengthening of low-strength short columns with sprayed up textile reinforced gfrc
Püskürtme bazalt tekstil takviyeli gfrc ile düşük dayanımlı kolonların güçlendirmesi
SOHEİL KHOSHKHOLGHİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ