Kaybolan köpük yöntemiyle alüminyum dökümleri içinhızlı soğutma işleminin geliştirilmesi
For aluminum castings with the lost foam methodimproving fast cooling process
- Tez No: 745579
- Danışmanlar: PROF. DR. KEREM ALTUĞ GÜLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Direkt su soğutma (DSS) yönteminin kaybolan köpük döküm (KKD) yöntemi için uygulanmasına ablasyon döküm çalışmalarından ilham alınarak başlanmıştır. DSS işleminde, soğutma işlemi ablasyon döküm yönteminin tersine kalıp bozumu yerine doğrudan parçaya uygulanarak KKD yönteminde kullanılan serbest kum sayesinde parçanın doğrudan soğuması sağlanmaktadır. Bu çalışmada KKD yöntemiyle birleştirilen DSS işleminin uygulanabilirliği değişen çeşitli parametreler çerçevesinde incelenmiştir. A356 alüminyum alaşımı kullanılarak 710 ve 750 °C olmak üzere iki farklı sıcaklıkta dökümler yapılmıştır. Döküm işlemlerinde DSS işlemine kalıp dolumundan 60, 90, 120, 150 ve 180 saniye sonra başlanmıştır. Bunlara ek olarak her iki sıcaklık için referans numuneler dökülmüş ve tamamen kalıpta soğuma sağlanmıştır. Su soğutma işleminde tüm sıcaklık ve süreler için 225 ve 450 ml/s olmak üzere iki farklı su debisi ile uygulanmıştır. Bütün parametreler için döküm sırasında ısıl analiz işlemi yapılmış olup elde edilen soğuma eğrileri incelenmiştir. Elde edilen döküm parçalardan çıkarılan numuneler de gerçekleştirilen mikroyapı incelemelerinin ardından ikincil dendrit kolları arası mesafe (SDAS) ölçümleri gerçekleştirilmiş ve her numune için sertlik ve çekme testi verileri ölçülmüştür. Sonuçlar karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. 710°C ve 750°C de dökümü yapılan referans numunelerde SDAS değerleri sırasıyla 64 ve 81µm ölçülmüştür. Uygulanan DSS işlemi ile her iki sıcaklık için SDAS değerleri 41 ve 35 µm mertebesine düşmektedir. Referans numunelerde 50 HB civarı ölçülen sertlik değerleri, DSS işlemi sayesinde döküm sıcaklığı, uygulanan debi ve bekleme süresinden bağımsız olarak 60 HB civarı ölçülmüştür. Bu artışın ana nedeni DSS işleminin SDAS değerlerini düşürmesi ve ötektik Si yapısını inceltmesidir. DSS işlemi uygulanan numunelerin hepsinde referans numuneye göre mekanik özelliklerde artma eğilimi göze çarpmaktadır. Uygulanan çekme deneyleri sonucu referans 710°C ve 750°C numunelerinde sırasıyla 138 ve 119 MPa çekme dayanımını ölçülmüşken bu değerler DSS işlemi uygulanan numunelerde ortalama 150 MPa seviyesinde ölçülmüştür. Yüksek debi ile 90s bekleme süresinden sonra DSS işlemi uygulanan 750°C numunesinde sertlik değeri 59 HB olarak hesaplanırken hızlı soğutulduktan sonra yaşlandırma işlemine tabii tutulan aynı numunede sertlik değeri 82 HB olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
The application of the direct water cooling method (DWC) with the lost foam casting (LFC) technique started with inspiration from ablation casting studies. In the direct water cooling process, water is directly applied to the partially solidified part instead of mold breaking, and the part is cooled instantaneously. In this study, the applicability of the direct water cooling process combined with the lost foam casting method was investigated with various parameters. In this study, castings were made at two different temperatures, 710 and 750°C, using A356 aluminum alloy. Following the casting procedures, the DWC processes were started 60, 90, 120, 150 and 180 seconds after the mold filling. In addition to these, reference samples for both temperatures were poured and completely cooled in the mold. The water cooling processes were applied with 225 and 450 mm/s water flow rates for all temperatures and times. For all parameters, thermal analyses were performed and cooling curves were obtained for all related parameters. Characterization processes were carried out on the samples taken from the cast parts obtained following the castings. Secondary dendrite arm spacing (SDAS) and eutectic layer distance measurements were made on the microstructures. Hardness and tensile test values were calculated for each sample and the results were analyzed comparatively. SDAS values of 64 and 81µm were measured in reference samples cast at 710°C and 750°C, respectively. With the applied DSS process, SDAS values for both temperatures decrease to the order of 41 and 35 µm. The hardness values measured around 50 HB in the reference samples were measured around 60 HB, independent of the casting temperature, applied flow and waiting time, thanks to the DSS process. The main reason for this increase is that the DSS process reduces the SDAS values and thins the eutectic Si structure. In all of the samples applied DSS treatment, there is a tendency to increase in mechanical properties compared to the reference sample. As a result of the applied tensile tests, the tensile strengths of 138 and 119 Mpa were measured in the reference samples at 710°C and 750°C, respectively, while these values were measured at an average of 150Mpa in the samples to which the DSS process was applied. While the hardness value was calculated as 59 HB in the 750°C sample, which was treated with DSS after 90s waiting time with high flow rate, the hardness value was calculated as 82 HB in the same sample, which was subjected to the aging process after rapid cooling.
Benzer Tezler
- Alüminyum dolu kalıba döküm uygulamalarında model yoğunluğunun poroziteye etkisi
Effect of pattern density on the porosity of aluminium lost foam castings
SEÇİL KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KEREM ALTUĞ GÜLER
- Alüminyum alaşımlarının dökümünde yörüngesel çalkalamanın mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi
The effect of orbital shaking on microstructure and mechanical properties in casting of aluminum alloys
ÖZNUR KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KEREM ALTUĞ GÜLER
- Resource efficient and cleaner production in selected foundries through environmental performance evaluation
Seçilen dökümhanelerde çevresel performans değerlendirmesi aracılığıyla kaynak verimliliği ve temiz üretim
AYÇA USTA BENLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKSEL N. DEMİRER
- Boşluk tutucu tekniği ile aluminyum esaslı metal köpük üretimi
Production of aluminium based metallic foams by space holder technique
ALİ YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. M. SERHAT BAŞPINAR