Basınçlı döküm yöntemi ile üretilen MG-4SB-2AL alaşımına Ce (seryum) ilavesinin etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında Mg-4Sb-2Al alaşımına, ağırlıkça % 0.5, 1, 2 oranlarında Ce (seryum) elementi ilavesinin etkisi incelenmiştir. Döküm prosesi olarak yüksek basınçlı kokil kalıba döküm yöntemi kullanılmıştır. Üretilmesi planlanan ürünler direkt olarak çekme ve darbe numunesi şeklinde üretilmiştir ve yarı endüstriyel pilot ölçekli numuneleri temsil etmektedir. Üretilen numunelerin mekanik özelliklerini tespit etmek için çekme ve sertlik deneyleri; metalurjik ilişkiyi tespit etmek için ise metalografik inceleme, elektron mikroskobu ve XRD incelemeleri yapılmıştır. İlave edilen Ce oranına bağlı olarak mekanik özellikler artmıştır. Tane sınırlarında ise CeSb, Mg12Ce ve Mg3Sb2 intermetalikleri bulunmuştur. Tane sınırlarında çubuksal bir şekilde birikim gösteren bu yapılar, tane sınırında dislokasyon hareketini engellemek ve ince taneli bir yapı oluşturmak sureti ile çekme gerilim değerlerini artırmıştır. Ce ilave edilen alaşımın çekme mukavemeti 145-148 MPa arasında ve uzaması ise %12 olarak elde edilmiştir. %1 Ce ilaveli alaşımda çekme mukavemeti 164-168 MPa arasında uzama değeri ise %13 olarak bulunmuştur. İlave edilen %2 Ce miktarında ise üretilen alaşımın çekme değeri 163-167 MPa arasındaki değerlerde ölçülmüş toplam uzama yüzdesi ise %16 olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlara göre en yüksek değerler %2 Ce ilavesi ile elde edilmiş, ancak temel uzama kriterlerinin %12 olması durumunda ise %1 Ce ilaveli alaşımın mühendislik anlamda daha verimli olacağı kanaatine varılmıştır. İlave edilen Ce miktarına göre ana alaşımın sertlik değeri artış göstermiştir, bu değerler Mg-4Sb-2Al, Mg-4Sb-2Al-%0,5Ce, Mg-4Sb-2Al-%1Ce ve Mg-4Sb-2Al-%2 Ce için sırası ile 48 BHN, 49,8 BHN, 48,25 BHN, 54 BHN şeklindedir. Ana alaşım olan Mg-4Sb-2Al alaşımda ilave edilen Sb, ve bu alaşıma ilave edilen Ce' nin tane inceltici etkisinin olduğu anlaşılmıştır.

In this thesis, the effect of addition of Ce (cerium) element (%wt. 0.5, 1, 2) on Mg-4Sb-2Al alloy was examined. As a casting process, high pressure die casting method was used. The speciemens were produced directly as tensile and impact samples and represent semi-industrial pilot sized samples. In order to determine the mechanical properties of the produced samples, tensile tests, hardness tests, metallographic examination, electron microscopy and XRD studies were carried out to determine the metallurgical relationship. Depending on the added Ce ratio, the mechanical properties increased. CeSb, Mg12Ce and Mg3Sb2 intermetallics were found in the grain boundaries. These structures, which accumulate in a rod-like manner at the boundaries of the grain, increased the tensile stress values by preventing dislocation in the grain boundary and forming a fine-grained structure. The tensile strength of the cerium added alloy was 145-148 MPa and the elongation was 12%. The tensile strength in the 1% Ce addition alloy was found to be between 13% and 164-168 MPa. In the amount of 2% Ce, the average alloy has a tensile value of 163-167 MPa and the total elongation percentage is 16%. According to these results, the highest values were obtained with the addition of 2% Ce, but if the basic elongation criteria were 12%, it was concluded that the engineering design of the alloy with 1% Ce addition would be more efficient. The hardness value of the main alloy was increased according to the amount of Cerium added, these values were Mg-4Sb-2Al, Mg-4Sb-2Al-0.5Ce, Mg-4Sb-2Al-1Ce and Mg-4Sb-2Al- 2Ce 48 BHN, 49.8 BHN, 48.25 BHN, 54 BHN respectively. Antimony in Mg-4Sb-2Al base alloy and Cerium added to this alloy have a grain refining effect.