Endüstriyel amaçlı AlMgTiB hafif alaşımlarının üretilmesi, yapısal, ısısal ve mekaniksel özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, farklı oranlarda Al-Mg-Ti-B dörtlü alaşımları normal katılaştırma ve mekaniksel alaşımla teknikleri ile üretilmiştir. Külçe ve toz şeklinde üretilen alaşımların yapısal, ısısal ve mekaniksel özellikleri incelenmiştir. Alaşımların mikroyapı özellikleri, X-ışını difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) analizi ile yapılmıştır. Alaşımların ısısal özellikleri, diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve diferansiyel termal analiz (DTA) ile incelenmiştir. Külçe ve toz alaşımlarının mikrosertlik değerleri Vickers mikrosertlik testi ile yapılmıştır. Ayrıca külçe alaşımlara çekme testi yapılarak, kopma yüzeyinin SEM görüntüleri incelenmiştir. Külçe alaşımların yoğunluk ölçümleri ise Arşimet prensibi ile yapılmıştır.Normal katılaştırma ile külçeler halinde üretilen alaşımların XRD analizinde α-Al, β-Al3Mg2, Al12Mg17, Al3Ti ve AlB2 gibi intermetalik mikroyapı gözlenirken, mekaniksel alaşımlama ile üretilen toz alaşımın amorf yapıda olduğu tespit edilmiştir. Alaşımların SEM ve EDX analizlerinde fazların dağılımının homojen olduğu gözlenmiştir. Külçe alaşımlarda en düşük yoğunluk değeri 2,56 gr/cm3 ile Al78Mg15Ti6B1 alaşımında elde edilmiştir. Külçe ve toz alaşımların DSC ve DTA analizlerinde endotermik pikler gözlenmiştir. Külçe alaşımlara; magnezyum, titanyum ve bor ilavesi alaşımın mikrosertlik değerinde ve çekme mukavemetinde artışa neden olduğu tespit edilmiştir. Çekme testi sonrası kırılan yüzeyin SEM ile incelenmesi alaşımların gevrek olduğunu ve yüzeyde kırılma meydana geldiğini göstermiştir.

In this thesis, Al-Mg-Ti-B quaternary alloys are produced by normal solidification and mechanical alloy techniques. Structural, thermal and mechanical properties of alloys produced in the form of ingots and powders were investigated. The microstructure properties of the alloys were made by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analysis. The thermal properties of the alloys were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and differential thermal analysis (DTA). The microhardness values of ingot and powder alloys were performed by Vickers microhardness tests. In addition, tensile tests were performed on ingot alloys and SEM images of the rupture surface were obtained. Density measurements of ingot alloys were made by the Archimedes principle.By XRD analysis, it was found that the alloys obtained as ingots by normal solidification had an intermetallic structure and the powder alloys produced by mechanical alloying were amorphous. In the XRD analysis results of the alloys produced by normal solidification, α-Al, β-Al3Mg2, Al12Mg17, Al3Ti and AlB2 intermetallic phases were observed. SEM and EDX analysis of the alloys showed that the distribution of the phases was homogeneous. The lowest measured density value in ingot alloys was obtained with Al78Mg15Ti6B1 alloy with 2,56 gr/cm3. Endothermic melting peak was observed in DSC and DTA analyzes of ingot and powder alloys. It was determined that the addition of magnesium, titanium and boron to the ingot alloys caused an increase in the Vickers microhardness value and tensile strength of the alloy. Tensile test fracture surface SEM images showed brittle fracture and brittle fracture appearance.