İkiz merdaneli döküm yöntemiyle üretilen 1050 alüminyum alaşımında kimyasal tane inceltilmesi
Chemical grain refinement in 1050 aluminum alloy produced by twin roll casting method
- Tez No: 931406
- Danışmanlar: PROF. DR. KEREM ALTUĞ GÜLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- 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
İkiz merdaneli döküm yöntemi ile üretilen 1050 alaşım yassı alüminyum ürünleri farklı sektörlerde yoğun kullanım alanı bulunmaktadır. Tüm metalik malzemelerde olduğu gibi alüminyum alaşımlarında da nihai ürün özellikleri döküm yapısı ile doğrudan ilişkilidir. Homojen ve eş eksenli bir döküm yapısı mekanik özellikleri iyileştirirken döküm sonrası uygulanacak termomekanik proseslerin etkinliği ve kararlılığı açısından da son derece önemlidir. Döküm prosesinde mikro yapı bileşenlerinin ve tane yapısının homojen / eş eksenli elde edilebilmesi, alaşım özelikleri yanında birçok parametreye bağlıdır. En etkin parametrelerden biri kimyasal tane inceltmedir. Tane inceltme mekanizmasında sıvı metale ilave edilen master alaşımlar ile heterojen çekirdeklenme rolüyle tane oluşumu gerçekleşmektedir. Kimyasal tane inceltme işleminde kullanılacak tane inceltici master alaşım ve miktarı, üretilecek malzemenin alaşımına ve üretim yöntemindeki katılaşma koşullarına bağlı olarak değişmektedir. AlTiB ve AlTiC temelli master alaşımlar Al alaşımlarında tane inceltici master alaşım olarak tercih edilmektedir. Bu master alaşımların tane inceltme etkinliğini ölçmek amacıyla TP-1 testi uygulanmaktadır. TP-1 testi tane boyutunu etkileyecek soğuma hızı faktörünü ortadan kaldırarak standart ölçülerdeki numuneler ile tane inceltici master alaşımların etkinliğini belirlemeyi sağlayan test yöntemidir. Bu çalışmada ikiz merdaneli döküm yöntemindeki en uygun tane inceltici master alaşım ve miktarını belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu sebeple 5 farklı master alaşım (AlTiB 5/1 – AlTiB 5/0,2 – AlTiB 3/1 – AlTiC 5/0,2 – AlTiC 3/0,15) farklı ilave miktarı (%0,2-0,3-0,4) ve bekleme sürelerinde (2-5-10 dakika) TP-1 testinden alınan numuneler üzerinden ortalama tane boyutu analiz edilmiştir. TP-1 testleri sonucunda herhangi bir master alaşım ilave edilmeden elde edilen numunelerdeki tane boyutu ortalama 2 mm ölçülürken, master alaşım ilavesi ile en düşük ortalama tane boyutu; tüm bekleme sürelerinde %0,4 AlTiB 5/1 master alaşım ilavesiyle 81-89 µm arasında ölçülmüştür. Böylece en etkin tane inceltici master alaşım AlTiB 5/1 olarak belirlenmiştir. En etkin tane inceltici master alaşımı mevcutta kullanılan AlTiB 5/0,2 ile mukayese etmek amacıyla %0,2 ve %0,4 ilave miktarıyla aynı proses parametreleri ile ikiz merdaneli döküm yöntemiyle rulo üretimi gerçekleştirilmiştir. Belirlenen parametreler ile üretilen rulolardan; döküme paralel ve dik olmak üzere mikro yapı incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Bu incelemeler sonucunda; AlTiB 5/1 kullanılarak elde edilen ruloların her iki ilave miktarında da (%0,2 - %0,4) uygun bir tane yapısı sergilerken, %0,2 AlTiB 5 / 0,2 kullanılarak üretilen rulonun merkezlerinde bölgesel kaba tanelerin olduğu, uygun olmayan bir yapı sergilediği görülmüştür. İkiz merdaneli döküm yöntemiyle üretilen rulolardan yapılan ortalama tane boyutu analizinde en ince taneler; levhanın kenarında 9,7 µm, merkezinde ise 40µm ortalama tane boyutu %0,4 ilave miktarıyla AlTiB 5/1 master alaşımı kullanımında elde edilmiştir. Bu da laboratuvar ortamındaki deneysel çalışmalar ile elde edilen sonuçları doğrulamıştır.
Özet (Çeviri)
The 1050 Alloy flat aluminum products produced by twin roll casting method are used intensively in different sectors. As in metallic materials, the final product properties in aluminum alloys are directly related to the casting structure. While a homogeneous and equiaxial casting structure improves the mechanical properties, it is also extremely important in terms of the effectiveness and stability of the thermomechanical processes to be applied after casting. In the casting process, the ability to obtain homogeneous / equiaxial microstructure components and grain structure depends on many parameters besides alloy properties. One of the most effective parameters is chemical grain refinement. In the grain refinement mechanism, grain formation occurs with the heterogeneous nucleation role of the master alloys added to the liquid metal. The grain refiner master alloy and its amount to be used in the chemical grain refinement process vary depending on the alloy of the material to be produced and the solidification conditions in the production method. AlTiB and AlTiC based master alloys are preferred as grain refiner master alloys in Al alloys. TP-1 test is applied to measure the grain refinement effectiveness of these master alloys. TP-1 test is a test method that eliminates the cooling rate factor that will affect the grain size and determines the effectiveness of grain refining master alloys with standard size samples. In this study, it is aimed to determine the most suitable grain refining master alloy and amount in the twin roll casting method. For this reason, 5 different master alloys (AlTiB 5/ 1 – AlTiB 5/0,2 – AlTiB 3/1 – AlTiC 5/0,2 – AlTiC 3/0,15) were analyzed for average grain size on samples taken from TP-1 test with different addition amounts (%0,2-0,3-0,4) and waiting times (2-5-10 minutes). As a result of TP-1 tests, the average grain size in the samples obtained without adding any master alloy was measured as 2 mm, while the lowest average grain size with the master alloy addition was measured between 81-89 µm with the addition of 0.4% AlTiB 5/1 master alloy at all waiting times. Thus, the most effective grain refining master alloy was determined as AlTiB 5/1. In order to compare the most effective grain refiner master alloy with AlTiB 5/0,2, which is currently used, coils were carried out with the twin roll casting method with the same process parameters with %0,2 and %0,4 addition amounts. Microstructure examinations were carried out on the rolls produced with the determined parameters, parallel and perpendicular to the casting. As a result of these examinations; It was observed that the coils obtained using AlTiB 5/1 exhibited a suitable grain structure in both addition amounts (%0,2 - %0,4), while the rolls produced using %0,2 AlTiB 5/0,2 exhibited an unsuitable structure with regional coarse grains in their centers. In the average grain size analysis made from the sheet produced by the twin roll casting method, the finest grains were obtained by using AlTiB 5/1 master alloy with an average grain size of 9.7 microns at the edge of the sheet and 40 microns at the center with an addition amount of 0.4%.This confirmed the results obtained with the experimental studies.
Benzer Tezler
- İkiz merdane sürekli döküm yöntemiyle üretilen AA 1050 alüminyum alaşımına anodik oksidasyon (Eloksal) işleminin uygulanabilme kabiliyetinin incelenmesi
Investigation of applied capability anodic oxidation (eloxal) process on AA 1050 aluminum alloy produced by twin roll casting method
FATİH DEMİRAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN USTA
- 3XXX alüminyum alaşımlarında magnezyum ve alternatif proseslerin etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of magnesium and alternative processes on 3XXX series aluminum alloys
ÇİSEM DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- İkiz merdaneli sürekli döküm yöntemiyle üretilen AA6016 alaşımının mikro ve makro yapısal incelenmesi
Micro and macro analyse of aluminium AA6016 alloy produced by twin roll casting process
AYŞE ERDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN
- Alüminyum 5XXX serisi plakaların şekillendirme sınırlarının yükseltilmesi için imalat proses optimizasyonu ve uygulama çalışmaları
Manufacturing process optimization and application studies for increasing the forming limits of aluminum 5XXX series sheets
KORAY DÜNDAR
Doktora
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EKREM ALTUNCU
- ikiz merdaneli sürekli döküm yöntemiyle eloksal kalite AA5005 alüminyum alaşımı levha üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of anodizing quality AA5005 aluminium sheet produced by twin roll casting
BEYZA YEŞİLBAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK