Bor, stronsiyum ve/veya magnezyum katkılarının Al-Si alaşımlarının yapısal ve mekanik özelliklerine etkisi

Abstract

Bu çalışmada bir dizi ikili Al-Si ve farklı oranlarda silisyum, bor ve/veya stronsiyum, magnezyum içeren Al-Si esaslı üçlü ve dörtlü alaşım ile bir adet beşli Al-12Si-0,05B-0,1Sr-0,6Mg alaşımı kokil kalıba döküm yöntemi ile üretildi. Üretilen alaşımların içyapıları standart metalografik yöntemler kullanılarak incelendi. Sertlik ve mekanik özellikleri sırasıyla Brinell sertlik ölçüm yöntemi ve üniversal çekme deneyi yardımıyla belirlendi. İkili Al-Si alaşımlarının içyapılarının alüminyumca zengin α dendiritleri, primer silisyum ve ötektik Al-Si fazından oluştuğu görüldü. Al-Si alaşımlarına yapılan bor katkısı alüminyumca zengin α dendiritlerinin küçülmesine ve ötektik fazın morfolojisinin değişmesine neden oldu. Stronsiyum içeren Al-Si esaslı üçlü alaşımların ikili Al-Si alaşımlarına göre daha ince ve küresel yapılı ötektik fazdan oluşan bir yapı sergilediği görüldü. Magnezyum Al-Si-Sr alaşımlarının dendiritik yapısını ve diğer fazları belirgin bir şekilde etkilemedi, ancak dörtlü Al-Si-Sr-Mg alaşımların içyapısında magnezyumca zengin fazların oluşmasına neden oldu. Belirli oranlardaki bor, stronsiyum ve magnezyum katkılarının üretilen alaşımların hem sertliğini hem de çekme dayanımını artırdığı görüldü. Alaşımların sertlik ve çekme dayanımındaki artış ile kopma uzaması değerlerindeki değişimler element katkısı nedeniyle içyapılarında meydana gelen değişikliklere dayandırılarak irdelendi.

In this study, a series binary Al-Si, ternary, and quaternary Al-Si based alloys having different rate silicon, boron and (or) strontium and magnesium and one quinary Al-12Si-0.05B-0.1Sr-0.6Mg were produced by permanent mould casting. Structural properties of the produced alloys were investigated by using standard metallographic technics. Their hardness values and mechanical properties were determined by using Brinell hardness test method and universal tensile test, respectively. The microstructure of the binary Al-Si alloys consisted of aluminum rich α dendrites, primary Si and eutectic Al-Si phase. Addition of boron to Al-Si alloys caused a decrease in the size of the aluminum rich α phase and a change in morphology of the eutectic phase. The ternary Al-Si based alloys contained strontium showed a microstructure having the refined and spheroidized eutectic phase compare to binary Al-Si alloys. Magnesium had no significant effect on the microstructures of Al-Si-Sr alloys. However, magnesium rich phases observed in the microstructure of the quaternary Al-Si-Sr-Mg alloys. Specific ratios of boron, strontium and magnesium additions caused an increament the both hardness and tensile strength of the produced alloys. Increament in the hardnes and tensile strength, and the change in elongation to fracture values of the alloys investigated were discussed in the basis on structural changes caused by element additions.