İkiz merdane sürekli döküm tekniği ile üretilen 3105 alüminyum alaşımında döküm mikroyapısının ve uygulanan haddeleme ve tav işlemlerinin malzemenin doku ve şekil alma kabiliyeti üzerine etkisi
The effect of as-cast microstructure and applied rolling and annealing processes on the texture and formability of 3105 aluminum alloy produced by twin roll casting technique
- Tez No: 961245
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDEM ATAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 160
Özet
Bu tez çalışmasında, İkiz Merdane Sürekli Döküm (İMSD) tekniğinde önemli bir proses parametresi olan merdane ayırma kuvvetinin ve döküm sonrasında uygulanan homojenizasyon ve ara tavlama ısıl işlem parametrelerinin, AA3105 alaşımı levha malzemesinin mikroyapı, kristalografik doku ve şekil alma kabiliyeti üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışma, üç ana kısımda ele alınmıştır. Birinci kısımda, döküm merdaneleri ve levha arasında katılaşma ile eş zamanlı olarak oluşan merdane ayırma kuvvetinin, döküm levhasının mikroyapısal özellikleri ve kristalografik dokusu üzerindeki etkisi irdelenmiştir. Sonuçlar, daha yüksek merdane ayırma kuvvetiyle üretilen levhanın, kesiti boyunca heterojen bir mikroyapı ve kristalografik doku dağılımı sergilediğini göstermektedir. Buna karşılık, düşük merdane ayırma kuvveti, levha kesiti boyunca homojen bir mikroyapıya ve rassal bir kristalografik dokuya imkan tanımaktadır. Düşük merdane ayırma kuvveti koşullarında kesit boyunca elde edilen bu homojen yapı, levhanın daha düşük ve dengeli bir soğuma hızıyla katılaştığına işaret etmektedir. İkinci aşamada, dökümü gerçekleştirilen levhaların, soğuk haddeleme öncesi homojenizasyon ısıl işlemine tabi tutulmasıyla mikroyapı gelişimleri incelenmiş ve uygulanan bu homojenizasyon ısıl işleminin, belli bir deformasyon sonrası uygulanan ara tavlama ısıl işlemi neticesinde elde edilen mikroyapı ve kristalografik doku üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Homojenizasyon sıcaklığının, intermetalik partiküllerin kimyasal bileşimi ve morfolojisi, rekristalizasyon sonrası tane yapısı ve levhaların yumuşama kinetiği üzerinde belirgin etkileri olduğu tespit edilmiştir. Düşük sıcaklıkta yapılan homojenizasyon ısıl işlemi, ara tavda rekristalizasyon sonrası kaba ve haddeleme doğrultusunda uzamış taneli yapılar oluştururken, yüksek sıcaklıktaki homojenizasyon, rekristalizasyon sonrası ince ve eş eksenli bir tane yapısına neden olmuş, rekristalizasyon için gerekli aktivasyon enerjisini düşürmüştür. Son aşamada, ara tavlama sonrası farklı mikroyapılar ile rekristalize olmuş levhalar nihai kalınlığa soğuk haddelenmiş ve bu yarı-sert konumda karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Döküm aşamasında yüksek ayırma kuvveti altında katılaşan levha, yüksek sıcaklıkta homojenizasyona tabi tutulduğunda çok düşük miktarda kulaklanma sergilerken, düşük sıcaklık homojenizasyon ısıl işlemi uygulandığında ise ciddi oranda kulaklanma göstermiştir. Düşük ayırma kuvvetleri ile katılaşan levhada ise her iki homojenizasyon sıcaklığı koşulunda da düşük miktarda kulaklanma oluşurken, oluşan kulakların haddeleme doğrultusuna göre konumları uygulanan homojenizasyon sıcaklığına göre değişmektedir. Düşük homojenizasyon sıcaklığı koşulunda oluşan kulaklar haddeleme doğrultusuna göre 45° açılarda görülürken, yüksek homojenizasyon sıcaklığı koşulunda ise, 0° ve 90° açılarda görülmektedir. Sonuç olarak bu tez çalışması, İMSD tekniğinde proses optimizasyonunun potansiyeline dikkat çekmekte, bu yöntemle üretilen alüminyum malzemelerin genel kalite ve performansının artırılabileceğini ve böylelikle geleneksel döküm yöntemlerine etkili bir alternatif sunulabileceğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the effects of roll-separating force—a key process parameter in the Twin Roll Casting (TRC) technique—and subsequent homogenization and interannealing heat treatment parameters on the microstructure, crystallographic texture, and formability of AA3105 aluminum alloy strip material were systematically investigated. The study is structured in three main parts. In the first part, the influence of roll-separating force, which develops simultaneously with solidification between the casting rolls and the strip, on the microstructural characteristics and crystallographic texture of the as-cast strip was examined. The results reveal that strips produced under higher roll-separating forces exhibit a heterogeneous distribution of microstructure and texture across the cross-section. In contrast, lower roll-separating forces yield a more homogeneous microstructure and random crystallographic texture throughout the strip thickness. This uniform structure under lower roll-separating forces indicates a more balanced and reduced cooling rate during solidification. In the second stage, the microstructural evolution of the as-cast strips was studied following homogenization heat treatments applied prior to cold rolling, and the effects of these treatments on the resulting microstructure and crystallographic texture after subsequent interannealing were evaluated. It was found that homogenization temperature significantly affects the chemical composition and morphology of intermetallic particles, the grain structure after recrystallization, and the softening kinetics of the strips. Low-temperature homogenization led to the formation of coarse and elongated grains along the rolling direction after intermediate annealing-induced recrystallization, while high-temperature homogenization resulted in a fine and equiaxed grain structure, lowering the activation energy required for recrystallization. In the final stage, the recrystallized strips—each having different microstructures after intermediate annealing—were cold rolled to final gauge, and their properties were characterized in the semi-hard temper. Strips solidified under high roll-separating force exhibited very low earing after high-temperature homogenization but showed pronounced earing when low-temperature homogenization was applied. Conversely, stirps solidified under low roll-separating forces displayed minimal earing under both homogenization conditions, although the orientation of ears with respect to the rolling direction varied depending on the homogenization temperature. At low homogenization temperatures, ears appeared at ±45° to the rolling direction, whereas at high homogenization temperatures, they were observed at 0° and 90°. In conclusion, this thesis highlights the potential for process optimization in the TRC technique and demonstrates that the overall quality and performance of aluminum strip materials produced by this method can be significantly improved, thereby offering a viable alternative to conventional casting techniques.
Benzer Tezler
- Çelik/bakır merdane çifti kullanılarak ikiz merdane sürekli döküm tekniği ile üretilen 3105 alüminyum alaşımının korozyon özelliklerinin incelenmesi
Investigation of corrosion properties of 3105 aluminum alloy produced by twin roll continuous casting technique using steel/copper roll pair
SEVAL AKSOY AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM ATAR
- İkiz merdane yöntemi ile 1XXX serisi ve 3XXX serisi alüminyum levha üretimindeki proses paremetrilerinin özellikler üzerindeki etkisi
The influence of process parameters on properties in 1XXX and 3XXX series aluminum sheet production by twin roller method
NACİYE MERVE CENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mühendislik BilimleriDumlupınar ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİ GÖREN
DR. ÖĞR. ÜYESİ HEDİYE AYDIN
- İkiz merdane sürekli döküm tekniği ile üretilen hadde alüminyum alaşımlarının korozyon davranışı ve yüzey özelliklerinin incelenmesi
Investigation of corrosion behaviour and surface properties of aluminium alloys produced by twin roll continuous casting technique
TAHA YASİN EKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSRAFİL KÜÇÜK
PROF. DR. CEVAT SARIOĞLU
- İkiz merdane sürekli döküm tekniği ile üretilen AlFeSi alüminyum alaşımında farklı homojen tav sıcaklıklarının mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi
Effect of different homogenization annealing temperatures on microstructural and mechanical properties of AlFeSi aluminium alloy fabricated via trc
ÖZLEM YÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA DIŞPINAR
- İkiz merdane döküm tekniği ile üretilen 1050 alaşım alüminyum levhaların anodik oksidasyon kalitesinin artırılması
Increasing of anodic oxidation quality of twin rool caste 1050 type aluminum sheets
DİDEM HAN ERGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÇİĞDEM