Az91d magnezyum alaşımının endüstriyel ölçekte üretiminde alaşım modifikasyonu
Alloy modification in industrial scale production of AZ91D magnesium alloy
- Tez No: 914745
- Danışmanlar: DOÇ. RIDVAN GECÜ, DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ SERDAR VANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Üretim Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Elektrikli taşıtlara olan artan talep ve Türkiye'de savunma ile havacılık endüstrilerinin hafif malzemelere duyduğu ilginin artması, magnezyum alaşımlarını önemli bir malzeme haline getirmektedir. Ayrıca, magnezyum alaşımlarının yüksek işlenebilirlik, dökülebilirlik ve düşük yoğunluk gibi avantajları, bu malzemelerin endüstriyel uygulamalarda tercih edilmesinin başlıca sebeplerindendir. Araçlarda yakıt tasarrufu, çevresel ve ekonomik sürdürülebilirlik açısından kritik bir konu olmuştur. Bu bağlamda, yakıt verimliliğinin artırılması için hafif malzemelerin seçilmesi ön plana çıkmaktadır. Hafiflik açısından magnezyum, düşük yoğunluğu ile tercih edilen bir metal olup, bu özellikleri sayesinde taşıma sektöründe önemli bir rol oynamaktadır. Ancak, saf magnezyum, istenilen mekanik özellikleri sağlamada yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle, mekanik özelliklerin iyileştirilmesi amacıyla çeşitli üretim yöntemleri ve alaşımlama teknikleri kullanılmaktadır. Bu yöntemler, magnezyum alaşımlarının mekanik özelliklerini ve mikroyapısını doğrudan etkilediğinden, doğru alaşım elementlerinin seçimi ve üretim sürecinin optimize edilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, AZ91D magnezyum alaşımına kokil kalıba döküm yöntemiyle sırasıyla %0,1 ve %0,2 oranlarında stronsiyum ilave edilerek, alaşımların mekanik ve mikroyapısal özellikleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Stronsiyum ilavesi, alaşımın mekanik özelliklerini ve mikroyapısını iyileştirmeyi hedefleyen bir strateji olarak kullanılmış ve bu bağlamda farklı stronsiyum oranlarının alaşım üzerindeki etkileri kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Stronsiyum ilavesi ile tane boyutunda belirgin bir küçülme gözlemlenmiştir. Hall-Petch yasasına göre, tane boyutundaki küçülme, malzemedeki tane sınırlarını artırarak dislokasyon hareketlerini engellemektedir, bu da çekme mukavemetinde artışa yol açmaktadır. Stronsiyum ilavesiyle oluşan Al4Sr fazı, dislokasyon hareketlerini kısıtlayarak sertlikte önemli bir artış sağlamıştır. Bununla birlikte, Al4Sr fazının kırılgan özellikleri nedeniyle darbe tokluğunda bir azalma gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, stronsiyum ilavesi ile AZ91D magnezyum alaşımının mekanik dayanımı belirgin bir şekilde artarken, darbe tokluğunda olumsuz bir değişim gözlemlenmiştir. Bu bulgular, magnezyum alaşımlarının mühendislik uygulamalarındaki potansiyelinin artırılması için uygun alaşım elementlerinin ve üretim süreçlerinin optimize edilebileceğini ortaya koymaktadır. Bu çalışma, magnezyum alaşımlarının özelliklerinin geliştirilmesinde önemli bir adım olup, endüstriyel uygulamalarda daha verimli ve dayanıklı malzeme üretimi için potansiyel sunmaktadır
Özet (Çeviri)
The increasing demand for electric vehicles and the growing interest in lightweight materials in Turkey's defense and aerospace industries are making magnesium alloys an important material. Additionally, the advantages of magnesium alloys, such as high machinability, castability, and low density, are primary reasons for their preference in industrial applications. Fuel efficiency has become a critical issue in terms of environmental and economic sustainability in vehicles. In this context, the selection of lightweight materials is emphasized to improve fuel efficiency. Magnesium, with its low density, is a preferred metal due to its lightness, playing a significant role in the transportation sector. However, pure magnesium fails to provide the desired mechanical properties. Therefore, various production methods and alloying techniques are employed to enhance the mechanical properties. These methods are crucial as they directly affect the mechanical properties and microstructure of magnesium alloys, making the selection of the right alloying elements and the optimization of the production process highly important. In this study, AZ91D magnesium alloy was modified by adding strontium in amounts of 0.1% and 0.2% through the gravity casting method, and the mechanical and microstructural properties of the alloys were examined in detail. Strontium addition was used as a strategy to improve the alloy's mechanical properties and microstructure, and the effects of different strontium contents on the alloy were thoroughly investigated. A significant reduction in grain size was observed with the addition of strontium. According to the Hall-Petch law, the reduction in grain size increases the grain boundary density, hindering dislocation movement, which leads to an increase in tensile strength. The Al4Sr phase formed by strontium addition restricted dislocation movement and resulted in a significant increase in hardness. However, due to the brittle nature of the Al4Sr phase, a decrease in impact toughness was observed. As a result, while the mechanical strength of the AZ91D magnesium alloy increased significantly with the addition of strontium, a negative change in impact toughness was observed. These findings suggest that the potential of magnesium alloys in engineering applications can be enhanced by optimizing the selection of appropriate alloying elements and production processes. This study represents an important step in the development of magnesium alloys' properties, offering the potential for more efficient and durable material production in industrial applications.
Benzer Tezler
- AZ91 magnezyum alaşımının işlenebilirliğinin incelenmesi
Analysing the machinability of magnesium alloy AZ91
BERAT BARIŞ BULDUM
Doktora
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstriyel Teknoloji Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN ŞIK
- Investigating the effects of micro arc oxidation (MAO) process on thermal and elevated temperature mechanical properties of AZ91 MG alloy
AZ91 MG alaşımlarının termal ve yüksek sıcaklık mekanik özelliklerine mikro ark oksidasyon (MAO) prosesinin etkilerinin incelenmesi
EKİN SELVİ
Doktora
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- AZ63 magnezyum alaşımlarının kriyojenik işlem sonrası mekanik özelliklerinin ve korozyon dayanımının incelenmesi
Investigation of mechanical properties and corrosion resistance of AZ63 magnesium alloys after cryogenic process
İSMAİL DENİZ KAĞAN DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiDüzce ÜniversitesiKompozit Malzeme Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLYAS UYGUR
- Silisyum nitrür takviyeli magnezyum esaslı kompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of silicon nitride reinforced magnesium based composites
ASLI OĞUZHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURCAN ÇALIŞ AÇIKBAŞ
DOÇ. DR. HÜSEYİN ŞEVİK
- Investigation of machinability of magnesium alloys (AZ91) under nano-particule added cutting fluid environment
Nano partikül katkılı kesme sıvısı ortamında magnezyum alaşımlarının (AZ91) işlenebilirliğinin araştırılması
MOHAMED ALMOKHTAR K. ALABAYED
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET HÜSEYİN ÇETİN