Susceptibility of Aluminum Alloys to Solidification Cracking: Testing and Prediction
Alüminyum Alaşımlarının Katılaşma Çatlağına Duyarlılığı: Test ve Tahmin
- Tez No: 709124
- Danışmanlar: PROF. DR. SINDO KOU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: University of Wisconsin-Madison
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 175
Özet
Katılaşma çatlağı, alüminyum (Al) alaşımları kaynatılırken dikkat edilmesi gereken bir kaynak hatasıdır. Bu hata kaynak banyosunun hemen ardındaki yarı katı bölgede kritik gerinim hızının aşılması esnasında oluşur. Katılaşma çatlağı duyarlılığını ölçmek için geliştirilen test yöntemlerinin çoğu bu yarı katı bölgedeki kritik gerinim hızını belirleyememektedir. Bu tezde, yeni bir test yöntemi ve endeks kullanılarak alüminyum alaşımlarının deneysel ve tahminsel katılaşma çatlağına olan duyarlılığı çalışılmıştır. Bu yeni test yöntemi Enine Harekete karşı Kaynak Kabiliyeti (EHKK) testi olarak adlandırılmıştır. Bu test bindirme kaynağındaki sabit üst levhanın katılaşma çatlağına yol açmak için enine yavaşça hareket ettirilen alt levhaya kaynatılarak uygulandığı emsalsiz bir yöntemdir. Çatlak kritik hareket hızına (Vc) ulaşması ile oluşur. Alüminyum alaşımlarının çatlak duyarlılığı şu sıralamayla artmıştır: 2219 Al, 2014 Al, 2024 Al, 7075 Al ve 6061 Al. Bu sıralama diğer testlerdeki sonuçlarla örtüşmektedir. Bu sıralama maksimum │dT/d(fs)^1/2│kaynak edilebilirlik tahmin endeksi sonuçları ile de örtüşmektedir (T: sıcaklık ve fs: katılaşma esnasındaki katı kesiri). Bu test yöntemi ayrıca kaynak teller kullanımının alüminyum alaşımlarının çatlak duyarlılığını ne ölçüde azalttığını ölçmek için de kullanıldı. Test sonuçlarının kaynak teli öneren kılavuzlar ve tahminlerle uyuştuğu görüldü. Çatlaklara sebep olan kritik gerinim hızını belirlemek için de test yöntemi ve kaynak mikroyapısı kullanılarak yeni bir yaklaşım geliştirildi. Ticari alüminyum alaşımlarının kaynak edilebilirliği açıklanarak katılaşma çatlaklarının daha iyi anlaşılmasına çalışıldı.
Özet (Çeviri)
Solidification cracking is a serious weld defect in welding aluminum (Al) alloys. It occurs in the mushy zone (a small weak semisolid immediately behind the weld pool) when the critical strain rate of the mushy zone is exceeded. Most tests for evaluating the solidification cracking susceptibility cannot determine the critical strain rate of the mushy zone. In the present thesis, welding of Al alloys was studied using a new test for evaluating the crack susceptibility and a new index for predicting the crack susceptibility. The test, called the transverse motion weldability (TMW) test, was developed. This test is unique in that a stationary upper sheet is lap-welded to a lower sheet moving slowly at the speed V in the transverse direction of welding to induce transverse tensile strain and hence cracking in the mushy zone. Cracking occurs when a critical V, i.e., Vc, is exceeded. The TMW test showed that the susceptibility to solidification cracking increased in the order of 2219 Al, 2014 Al, 2024 Al, 7075 Al and 6061 Al. This ranking is consistent with that based on other tests. It is also consistent with that predicted based on the crack susceptibility index, which is the maximum │dT/d(fS)^1/2│ (where T is temperature and fS fraction of solid). The test was also used to see how effective Al filler metals reduce the crack susceptibility of Al alloys. The effectives observed agreed with that reported previously, shown in filler-metal guides, and predicted based on the index. To determine the local strain rate in the mushy zone near the crack, a new approach based on the TMW test and the weld microstructure was developed. Crack susceptibility of commercial wrought aluminum alloys were explained to provide a better understanding for solidification cracking.
Benzer Tezler
- Hot cracking susceptibility of twin roll cast Al-Mg alloys
İkiz merdane döküm teknolojisi ile üretilmiş Al-Mg alaşımlarının sıcak çatlak eğilimi
SÜHA TİRKEŞ
Doktora
İngilizce
2009
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPAY ANKARA
- Effect of welding parameters on the hot cracking behavior of 7039 aluminum-zinc alloy
7039 alüminyum-çinko alaşımında, kaynaklama işleminin sıcak çatlama davranışı üzerindeki etkilerinin incelenmesi
MERT AKKUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
DR. CANER BATIGÜN
PROF. DR. RIZA GÜRBÜZ
- Hot cracking in welding of aluminum and some of its alloys
Alüminyum ve bazı aluminyum alaşımlarının kaynağında sıcak çatlama
H.FİLİZ CAYMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPAY ANKARA
- Kaynak kabiliyeti düşük alüminyum alaşımları için kaynak teli tasarımı ve imalatı
Design and production of welding wire for low weldability aluminum alloys
COŞKUN YOLCU
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH KAHRAMAN
- A356 alaşımının kokil kalıba dökümünde sıcak yırtılma probleminin incelenmesi
Invesigation of hot tearing problems in A356 alloy casting in permanent molds
ALİ EŞKİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHADIR UYULGAN