Microstructural characterization of Al-Ag-Cu eutectic system
Al-Ag-Cu ötektik sisteminin mikroyapısal karakterizasyonu
- Tez No: 528043
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MELİS ŞEREFOĞLU KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Mikroyapı karakterizasyonu malzeme özelliklerini kontrol edebilmek adına önemlidir. Ötektik mikroyapılarda, biner sistemler üzerine oldukça geniş araştırmalar varken çok fazlı sistemlerde mikroyapı evriminin daha detaylı çalışılması gerekmektedir. Hem model alaşım olması hem de çeşitli mikroyapı özellikleri sunması sebebiyle Al-Cu-Ag sistemi çok fazlı sistemlerde mikroyapı evrimi çalışmak için iyi bir adaydır. Ek olarak, faz diyagramı ve termo fiziksel özelliklerinin iyi bilinmesi sebebiyle katılaşma dinamiklerini incelemeyi kolaylaştırmaktadır. Fakat Al-Ag-Cu sisteminde (Al), Al2Cu, Ag2Al şeklinde üç adet faz bulunması, faz oryantasyon ilişkileri ve katı/katı arayüzey anizotropisi karmaşık mikroyapıların oluşmasına sebep olmaktadır. Bu tez kapsamında, değişkensiz ötektik kompozisyondaki Al-Ag-Cu numuneler, yüksek kontrollü Bridgman tipi deney düzeneği ile tek yönlü katılaştırılmıştır. Deneyler 0,1 µm/s ve 4,0 µm/s hız aralığında ve sabit 15 K/mm termal gradyan altında gerçekleştirilmiştir. Termal gradyan ve alaşımın yüksek saflığı, ötektik mikroyapı araştırmaları için oldukça önemli olan düzlemsel katı/sıvı arayüzeyi elde etmek için yeterlidir. Farklı büyüme hızlarında elde edilen numuneler morfoloji ve mikroyapı bakımından yeni geliştirilen Feret tekniği sayesinde kantitatif olarak karakterize edilmiştir. Ek olarak, faz oranları ve alanları büyüme uzunluğun boyunca ölçülmüştür. Al-Ag-Cu ötektik sistemi için en çok rastlanan yapı zincir benzeri olarak rapor edilmiştir. Büyüme uzunluğu ile değişen mikroyapısal farklılıklar araştırılmış, pati yapısı ve fasetli yapının oluşumu incelenmiştir. Belirli hız aralığında büyütülen mikroyapılardan elde edilen ötektik mesafe verisi, mikroyapının Jackson & Hunt kuralına uyduğunu göstermiştir. Ek olarak, farklı çaptaki numuneler kullanılarak konveksiyonun mikroyapı üzerindeki etkisi anlaşılmaya çalışılmıştır. Sonuç olarak, katılaşma hızı, büyüme uzunluğu ve numune büyüklüğü etkileri test edilerek Al-Ag-Cu ötektik sisteminin çeşitli yönlerden karakterize edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Characterization of microstructure is vital to be able to control properties of materials. Solidification is one of the major process for the formation of microstructure. For eutectic solidification microstructures, while extensive studies were performed on binary systems, microstructure evolution in multiphase systems are still needed to be understood. Al-Cu-Ag system is a good candidate to study microstructure evolution in multiphase materials due to both being model alloy and offering a variety in microstructural features. Moreover, well-established phase diagram and thermo-physical properties make it easier to understand the dynamics of solidification. However, existence of three phases in Al-Cu-Ag system, namely (Al), Al2Cu, Ag2Al, orientation relationships, and anisotropic crystal/crystal interphases lead to very complex microstructures. In this work, Al-Ag-Cu samples at the nonvariant composition are directionally solidified by highly controlled Bridgman type setup. Experiments are performed in the velocity range of 0.1 µm/s to 4.0 µm/s and at a constant thermal gradient of 15 K/mm. The thermal gradient and the purity of the alloy are sufficient to form planar S/L interface which is extremely important for the eutectic microstructure studies. The structures formed at various growth velocities are quantitatively characterized in terms of morphology and microstructure using newly-established method which involves Feret technique. In addition, phase fraction and area are measured as a function of growth length. The mostly observed pattern for the Al-Ag-Cu eutectic system is determined to be chain-like structure. Microstructural changes over the growth length is investigated and formation of paw structure and faceted structure are examined. λ2V fitting on the eutectic spacing data taken from microstructures grown within the velocity range shows that the microstructure follows the Jackson & Hunt scaling law. Additionally, different size samples are used to determine the effect of convection on the microstructure. As a result, three phase Al-Ag-Cu eutectic system is characterized in terms of solidification velocity, growth length and sample size.
Benzer Tezler
- Mekanik alaşımlama yöntemleri ile üretilmiş Al15Si2,5Cu0,5Mg matriksli ve CeO2, Y2O3, La2O3 pekiştiricili kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of Al15Si2,5Cu0,5Mg matriksli ve CeO2, Y2O3, La2O3 reinforced composites synthesized by mechanical alloying
EMRE TEKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Yoğrulabilir (6063) alaşımın yenilikçi kısmi - katı yüksek basınçlı döküm teknolojisi ile üretimi
Wrought alloy (6063) production with novel partial - solid high pressure die casting technology
YEKTA BERK SÜSLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- AlSi9Cu3 ve AlSi10Mg basınçlı alüminyum döküm alaşımlarına bor ve stronsiyum ilavesinin Cr3+ dönüşüm kaplaması sonrası korozyon direncine etkisi
Effect of boron and strontium addition to AlSi9Cu3 and AlSi10Mg aluminum die casting alloys on corrosion resistance after Cr3+ conversion coating
BERKAY SAVAŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Yerli grafen nano plakalarla takviye edilmiş Al-Cu esaslı alaşım matrisli kompozitlerin toz metalurjisi yöntemi ile üretimi, ısıl işlemi ve karakterizasyonu
Production of native graphene nano platelets reinforced Al-Cu alloy based composi̇tes wi̇th powder metallurgy, heat treatment and characterization
KÜBRA ÇANKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NAZLI AKÇAMLI
- Synthesis and characterization studies of 6b transition metal carbide reinforced al metal matrix composites developed via mechanical alloying and sintering
Mekanik alaşımlama ve sinterleme yöntemleri ile 6b geçiş metali karbürleri pekiştiricili al metal matris kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
ALPER EVİRGEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. LÜTFİ ÖVEÇOĞLU