The production of AZ31 alloys by gas atomisation method and its characteristics
Gaz atomizasyon yöntemiyle az31 tozu üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 558285
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA BOZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Bu çalışmanın amacı, gaz atomizasyon yöntemiyle AZ31 alaşım tozu üretimi ve karakterizasyonu işlemlerinin deneysel olarak araştırılmasıdır. Bu amaç doğrultusunda öncelikle Karabük Üniversitesi Teknoloji Fakültesi İmalat Mühendisliği Bölümünde gaz atomizasyon ünitesi tasarımı ve imalatı yapılmıştır. Kurulan bu gaz atomizasyonu ünitesinde, toz metalürjisi ile üretim yöntemlerinden biri olan gaz atomizasyon yöntemi ile magnezyum alaşımları sınıfından AZ31 tozunun üretilebilirliği araştırılmıştır. Üretilebilirlik parametreleri olarak AZ31 alaşımına benzerlik gösteren malzemelerin üretiminde kullanılan parametreler ve literatür göz önünde bulundurulmuştur. Gaz atomizasyonu yönteminde metal tozu üretiminde istenilen özelliklerde tozun üretilebilmesi için nozul çapı, gaz basıncı ve sıcaklık gibi parametreler kontrol edilmek zorundadır. Nozul çapı, gaz basıncı ve sıcaklık, toz boyutunu ve tozların şeklini etkilediği için son derece önemlidir. Deneysel çalışmalar 3 farklı sıcaklık (790-820-850 oC), 4 farklı nozul çapı (2-3-4-5 mm) ve 4 farklı gaz basıncı (5-15-25-35 bar) uygulanarak yapılmıştır. Ergimiş metalin atomizasyon işleminde ve koruyucu gaz atmosferi oluşturulması işlemlerinde argon gazı tercih edilmiştir. Üretilen AZ31 tozlarının şeklini belirleyebilmek için taramalı elektron mikroskobu (SEM), üretilen tozların iç yapılarında oluşan fazları ve bu fazların yüzde oranlarını belirleyebilmek için XRD, XRF ve SEM-EDX analizi, toz boyut analizi için ise lazer ölçüm cihazı kullanılmıştır. Üretilen tozların mekanik özelliklerini belirleyebilmek için sertlik testleri ve 3 nokta eğme testleri yapılmıştır. Üretilen tozlar 4 farklı presleme basınçlarında 600 MPa preslenerek kütle haline getirilmiştir. Kütle haline getirilen tozların en iyi sinterlenebilirlik değerlerini belirleyebilmek için TGA-DTA analizleri yapılmış ve 3 farklı sıcaklıkta (500-550- 600 °C) sinterleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Tozların presleme ve sinterleme işlemleri sonrasında yoğunluk ölçümleri yapılmıştır. Deneysel çalışmaların sonucu olarak, gaz basıncının artması ve nozul çapının küçülmesi ile toz boyutunun küçüldüğü ve toz şeklinin ligament ve karmaşık şekilden, damlamsı ve küresele doğru değiştiği tespit edilmiştir. Sıcaklığın toz boyutunda ve şeklinde önemli bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler : Gaz atomizasyon, AZ31 alaşımı, magnezyum, toz metalürjisi.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to investigate AZ31 alloy powder production and characterization processes experimentally by gas atomization method. For this purpose, firstly, the design and production of gas atomization unit were done at Karabük University Faculty of Technology Department of Manufacturing Engineering. In this gas atomization unit, the manufacturability of AZ31 powder from magnesium alloys was investigated by gas atomization method which is one of the production methods by powder metallurgy. The parameters and the literature used in the production of materials similar to the AZ31 alloy are taken into account as producibility parameters. In the gas atomization method parameters such as nozzle diameter, gas pressure and temperature must be controlled in order to produce the desired properties in metal powder production. The diameter of the nozzle is crucial because it affects the gas pressure and temperature, the size of the powder and the shape of the powders. Experimental studies were carried out using 3 different temperatures (790-820-850 oC), 4 different nozzle diameters (2-3-4-5 mm) and 4 different gas pressures (5-15-25-35 bar). In the process of atomization of molten metal and in the process of forming protective gas atmosphere, argon gas is preferred. Scanning electron microscopy (SEM) was used to determine the shape of the AZ31 powders produced, XRD, XRF and SEM-EDX analyzes were used to determine the phases in the internals of the produced powders and percentages of these phases, and laser measurement devices were used for powder size analysis hardness tests and tree-point bending tests were performed to determine the mechanical properties of the produced powders. The powders produced were pressed into masses at 4 different pressing pressures (300, 400, 500 and 600 MPa). TGADTA analyzes were performed to determine the best sinterability values of the bulked powders and sintering process was performed at 3 different temperatures (500-550-600 °C). Density measurements were made after pressing and sintering of the powders. As a result of the experimental studies, it was found that the powder size decreased with the increase of the gas pressure but the nozzle diameter, and the powder shape changed to the dripping and the spherical in the ligament and complex form. It has been observed that the temperature has no significant effect on the powder size and shape. Key Words : Gas atomization, AZ31 alloy, magnesium, powder metallurgy.
Benzer Tezler
- Kapalı dövme yönteminde magnezyum alaşımlarının optimizasyonu
Optimization of magnesium alloys in closed forging method
OSMAN ÖZDAMAR
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YETMEZ
- Mg-Sr alaşımları üretimi amacıyla MgO, SrO sisteminin redüksiyon koşullarının incelenmesi
Investigation of the reduction conditions of MgO, SrO system for the production of Mg-Sr alloys
MEHMET BUĞDAYCI
Doktora
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Magnezyum alaşımlarının farklı yöntemlerle hidroksiapatit kaplanarak korozyon hızının belirlenmesi
Corrosion behaviour of ha coatings on AZ31 and AZ91 magnesium alloys
SERKAN BAŞLAYICI
Doktora
Türkçe
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ERCAN AÇMA
- İkiz merdaneli sürekli döküm yöntemi ile üretilmiş az31 magnezyum alaşımının korozyon davranışının incelenmesi
Corrosion behaviour investigation of az31 magnesium alloy produced by twin roll casting method
GİZEM OKTAY SEÇGİN
Doktora
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN
- Plazma püskürtme tekniği ile magnezyum ve alaşımlarının TiO2 ve Al2O3 kaplanması ve korozyonu
TiO2 and Al2O3 coating and corrosion of magnesium and its alloys by plasma spray technique
TUĞBA BAYRAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF KAYALI