Al-Li-Cu-Mg alaşımlarında yaşlandırma mekanizması ve ısıl analizi

Abstract

II Al-Li-Cu-Mg ALAŞIMLARINDA YAŞLANDIRMA MEKANİZMASI VE ISIL ANALİZ (Yüksek Lisans Tezi) MuzafferERDO?AN GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ OCAK 1996 ÖZ Al-Cu-Mg ve Al-Li-Cu-Mg sisteminde çökelek sertleşmesi yapılabilen alaşımların tabii ve suni yaşlandırmaya tepkilerini araştırmak için kimyasal bileşimleri (% ağırlık bazında), %1.2 Cu- %0.6 Mg (alaşım- 1), %1.2 Cu-%0.6 Mg- %0.1 Li (alaşım-2), %1.2 Cu- %0.6 Mg- %0.75 Li (alaşım-3); %2.0 Cu- %0.8 Mg (alaşım-4) ve %2.0 Cu-%0.8 Mg-%0.1 Li (alaşım-5) olan bir seri üçlü ve dörtlü Al alaşımları termal analiz amacıyla şimdiki çalışmada kullanıldı. Haddelenmiş levhalar halinde temin edilen numunelerin 530 °C'de 20 dakika çözündürme ısıl işleminden sonra 25 °C'de suda soğutularak tamamen yeniden kristalleştirilmiş yapılan elde edildi. Numuneler daha sonra oda sıcaklığında 60 güne kadar tabii, 190 °C'de ise iki güne kadar suni yaşlandırıldı. Bu çalışmada, 25-300 °C sıcaklık aralığında diferansiyel tarama kalorimetresi (DSC), 25-600 °C sıcaklık aralığında diferansiyel termal analiz (DTA) ve vickers sertlik ölçümü kullanılarak alaşımların tabii ve suni yaşlandırmaya tepkileri araştırıldı. Çözündürme ısıl işlemi sonrası, 25 °C'deki suda soğutma esnasmda lityumsuz ve %0.1 lityumlu Al-Cu-Mg alaşımları da GPB(Cu,Mg) bölgelerinin oluştuğu gözlendi. Tabii yaşlandırma bu aynı alaşımlarda daha fazla oluşmasına; %0.75 lityumlu Al-Cu-Mg alaşımında ise GPB(Cu,Mg) bölgelerine ek olarak GP(Li) bölgelerinin de oluşumuna neden olmaktadır. Sonuçta da alaşımların sertliği artmaktadır. 190 °C'deki bir gün suni yaşlandırma GPB(Cu,Mg) bölgelerinin çözülmesine böylelikle de sertliğin azalmasına neden olur, iki günlük suni yaşlandırma ise DSC/DTA analiz sonuçlarının gösterdiği gibi S(AbCuMg) fazı oluşumuna ve dolayısıyla da sertlikte artışa neden olur. %0.75 lityum ilavesi, aynı ısıl işlem sonrası yine DSC/DTA analiz sonuçlarına göre S' fazına ilave olarak T^AbCuLi) ve T2(Aİ6CuLi) fazlarının oluşmasma neden olmaktadır Bilim Kodu Anahtar Kelimeler Sayfa Adedi Tez Yöneticisi 225.04.01 Al - Li alaşımları, yaşlandırma, termal analiz. 147 Doç.Dr. Sedat ÖZBİLEN

Ill A GEING MECHANISM AND THERMAL ANAL YSIS OF Al-Li-Cu-Mg ALLOYS (M. Sc Thesis) Muzaffer ERDO?AN GAZİ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY JANUARY 1996 ABSTRACT To study the response of precipitation hardenable alloys of Al-Cu-Mg & Al-Li-Cu-Mg system to natural and artificial ageing, a series of ternary and quaternary Al-alloys with nominal compositions of 1.2 wt %Cu-0.6 wt %Mg (alloys 3), 1.2 wt %Cu-0.6 wt %Mg -0.1 wt %Li (alloy 2), 1.2 wt %Cu-0.6 wt %Mg -0.75 wt % Li (alloy 3); 2.0 wt % Cu-0.8 wt % Mg (alloy 4), 2.0 wt % Cu-0.8 wt%Mg -0.1 wt%Li (alloy 5) were used in the present investigation of thermal analysis. Samples supplied in the form of rolled sheets are fully recrystallised after solution tereatment at 530 °C for 20 minutes and water quenching to 25 °C. Alloys were aged naturally at room temperature up to 60 days and were aged artificially at 190 °C up to 2 days. By using differential scanning calorimetry (DSC) in the temperature range of 25-300 °C; differantial thermal analysis (DTA) in the temperature range of 25-600 °C together with Vicker's hardness measurements, the response of the alloys used in the present study to natural and artificial ageing were investigated. It was observed that in Al-Cu-Mg alloys without and with 0. 1 wt %Li, GPB(Cu,Mg) zones do form during water quenching to 25 °C following solutionising heat treatment. Natural ageing in the same alloys couses formation of more GPB(Cu,Mg) zones, and in 0.75 wt %Li containing Al-Cu-Mg alloy, GP(Li) zones in addition to GPB(Cu,Mg) zones do form. They also cause hardening in the alloy. Artificial ageing (AA) at 190 °C up to 1 day, results in GPB(Cu,Mg) zones dissolution causing a decrease in hardness values. Two days of AA in the alloys cause S (AbCuMg) precipitation as condiered by DSC/DTA analyses, resulting in an increase in hardness values. Lithium additions up to 0.75 wt %Li, cause Ti(AbCuLi) and T2(A1öCuLİ3) phase formation together with S- precipitation as DSC/DTA analyses show after the same AA treatment. Science Code Key Words Page number Adviser 225.04.01 Al - Li alloys, ageing, thermal analysis. 147 Assoc. Prof.Dr. Sedat ÖZBİLEN