Effect of hot deformation ratio on the material properties of biodegradable ZX10 and ZX30 alloys
Sıcak deformasyon oranının biyobozunur ZX10 ve ZX30 alaşımlarının malzeme özellikleri üzerindeki etkisi
- Tez No: 905306
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ GÜNGÖR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biodegradable materials, magnesium alloy, hot deformation, mechanical characterization, microstructure, heat treatment
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Bu çalışmada deformasyon oranının, Zn %'sinin ve ısıl işlemin ZX10 ve ZX30 alaşımlarının mikroyapısı ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Yüzey görüntüleri, homojen ZX10 ve ZX30 alaşımlarının malzeme boyunca nispeten düzgün bir mikro yapıya ve büyük tanelere sahip olduğunu gösterdi. Artan Zn oranı, tanecik sınırları boyunca ve tanecikler içinde dağıtılan ikincil fazın hacim oranının daha yüksek olmasıyla sonuçlandı. XRD analizleri mikroyapının α-Mg ve Ca2Mg6Zn3 fazlarını içerdiğini gösterdi. Tüm düzlemlerden gelen X-ışını tepe noktalarının varlığı, homojenleştirilmiş numunenin rastgele kristal yönelimlerine sahip olduğunu gösterir. Sıcak haddeleme, tane boyutunu küçültür, alaşımların sertliğini ve mekanik özelliklerini arttırır. Deformasyon oranının artması ikiz bant oluşumuna ve daha ince tane boyutuna neden olur. Ayrıca Zn oranı yüksek olan alaşım daha yüksek sertlik ve mekanik özellikler gösterir. Alaşımlar arasında son ısıl işlem uygulanmayan %20 sıcak haddelenmiş ZX30 alaşımı en yüksek sertliğe sahiptir. Sıcak haddelemeden sonraki ısıl işlem, daha düzgün X-ışını yoğunluğu dağılımıyla sonuçlanır; bu, yeniden kristalleşme işleminin gerçekleştiğini ve rastgele yönlendirilmiş ince kristal formlarının olduğunu gösterir. Sıcak haddeleme sonrası ısıl işlemin uygulanması, bimodal tane boyutu dağılımına neden olur. Bimodal tane boyutu, tane irileşmesinin tane büyüme aşamasından sonra meydana geldiğini gösterir. Ayrıca ısıl işlem sonrası yumuşama meydana gelir çünkü ısıl işlem sonrası uygulanan alaşımlar, ısıl işlem uygulanmayan alaşımlara göre biraz daha düşük sertlik gösterir. Alaşımların daldırma korozyon oranları, daldırma süresi arttıkça azalır ve korozyon ürün katmanlarının oluşması, korozyonun daha da yavaşlamasını sağlar. Alaşımlar arasında, son ısıl işlem uygulanmayan %10 sıcak haddelenmiş ZX30 alaşımı, 10 günlük daldırma korozyonundan sonra 0,3066 mm/yıl ile en düşük korozyon oranını gösterir. Alaşımlar arasında son ısıl işlem uygulanmayan %20 sıcak haddelenmiş ZX30 alaşımı 90.692 MPa ile en yüksek akma dayanımına sahiptir. Bu alaşım aynı zamanda ikinci en yüksek çekme mukavemetine, ancak en düşük gerilime sahiptir. Anahtar Kelimeler : Biyobozunur malzemeler, magnezyum alaşımı, sıcak deformasyon, mekanik karakterizasyon, mikro yapı, ısıl işlem. Bilim Kodu : 91501
Özet (Çeviri)
Influences of deformation ratio, Zn %, and heat treatment on the microstructure and mechanical properties of ZX10 and ZX30 alloys were investigated in this study. The surface images showed that homogenous ZX10 and ZX30 alloys have a relatively uniform microstructure and large grains throughout the material. Increasing Zn ratio resulted in higher volume fraction of secondary phase that is distributed along the grain boundaries and in the grains. XRD analyses showed that microstructure contains α-Mg and Ca2Mg6Zn3 phases. Presence of X-rays peaks from all planes indicates that homogenized sample has random crystal orientations. Hot rolling decreases the grain size, increases the hardness and mechanical properties of the alloys. Increasing deformation ratio results in formation of twin bands and finer grain size. In addition, alloy with high Zn ratio shows higher hardness and mechanical properties. Among the alloys, 20% hot rolled ZX30 alloy without post heat treatment has the highest hardness. Heat treatment after hot rolling results in more uniform X-ray intensity distribution indicating that recrystallization process takes place and randomly oriented fine crystal forms. Application of post heat treatment after hot rolling causes bimodal grain size distribution. Bimodal grain size indicates that grain coarsening occurred after grain growth stage. In addition, post heat treatment results in softening because post heat treatment applied alloys showed slightly lower hardness than the alloys without post heat treatment. Immersion corrosion rates of the alloys decreases with immersion time and formation of corrosion product layers slow down further corrosion. Among the alloys, 10% hot rolled ZX30 alloy without post heat treatment shows the lowest corrosion rate of 0.3066 mm/year after 10 days of immersion corrosion. Among the alloys, 20% hot rolled ZX30 alloy without post heat treatment has the highest yield strength of 90.692 MPa. This alloy also has the second highest tensile strength, but the lowest strain.
Benzer Tezler
- The Effect of cold drawing on the residual stresses and fatigue properties of 1020 steel
Başlık çevirisi yok
ALİ RIZA TARAKÇILAR
- Homojenizasyonun AA 6063 alüminyum alaşımının iç yapısı ve özelliklerine etkisi
Effect of heat treatment on the mıcrostructure and properties of a AA6063 aluminium allory
SEMA ONURLU
- 6005 alüminyum alaşımlarında bulunan Mn ve Cr oranlarının rekristalize sınırlarına etkisi ve mekanik özelliklerin incelenmesi
The effect of Mn and Cr ratios in 6005 aluminum alloys on recrystallization limits and mechanical properties
BARIŞ YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FARUK VAROL
- Investigation of microstructure and mechanical properties of 2050 aluminum alloy plate by various deformation ratios
Farklı deformasyon oranlarıyla üretilen aluminyum 2050 plakaların mekanik ve mikroyapı özelliklerinin incelenmesi
TANSU YILMAZ ŞAKAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KALKANLI
- Parçacık takviyeli karma malzemelerdeki artık gerilmelerin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
The finite elements analysis of the thermal residual stresses in the particulate reinforced metal matrix composites
ALİ CANSUN