An experimental study on mechanical properties of aluminum-boron compounds

Abstract

Bu tezde, 99.70% saflıktaki ticari alüminyuma farklı oranlarda borax katılarak oluşturulan Al-B alaşımlarının mekanik özellikleri incelenmiştir. Deneyler süresince, borax miktarı, bekletme sıcaklığı ve bekletme süresi gibi parametreler kullanılmıştır. Üretim aşamasında borax ilave oranları yüzde 5, 10, 15 20 olarak seçilirken, bekletme sıcaklıkları 800, 1000 ve 12000C ve bekletme süreleri de kalıba dökmeden önce 30, 45 ve 60 dakika olarak belirlenmiştir. Bu parametreler uygulanarak her koşul için 3'er tane numune üretilmiştir. Üretilen numuneler çekme, darbe ve sertlik testi gibi mekanik testlere tabi tutulmuş ve çıkan sonuçların ortalama değerleri alınarak kaydedilmiştir. Mekanik testlerin sonucunda içine borax katılarak oluşturulan alaşımın saf alüminyuma göre çekme mukavemetinde 33%, darbe mukavemetinde 21% ve sertlik ölçümlerinde de 54% artış gözlemlenmiştir. Numunelerin mikroyapıları incelendiğinde çok sayıda alüminyum-borur parçacıklarına rastlanmıştır. Mikroskobik incelemeler alüminyum-borur parçacıklarının alüminyum içinde homojen bir şekilde dağıldığını ve gözenek seviyesinin düşük olduğunu ortaya koymaktadır. AA 1070 alüminyumuna borax eklenmesi ile alaşım oluşturularak mekanik özelliklerinin iyileştirilebileceği görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Bor Bileşenleri, Borax, Al-B alaşımları, Mekanik Özellikler

In this thesis, mechanical properties of Al-B alloys, prepared by the addition of different amounts of borax to 99.70% pure commercial aluminum, were investigated. In this preparation process, amount of borax, holding temperature and holding time were realized as affecting parameters. Additive amount of borax were selected to be 5, 10, 15 and 20 percentage while holding temperatures were 800, 1000 and 12000C and holding times were 30, 45 and 60 minutes before casting into dies. By considering these parameters three specimens were prepared for each condition. These specimens were then subjected to mechanical tests such as tensile, impact and hardness tests and average values were recorded. As a result of mechanical tests, tensile strength of the alloy with the incorporation of borax was found to increase by about 33% in comparison to the pure aluminum without borax while 21% increase in impact energy and 54% in hardness value. A substantial quantity of aluminum-boride flakes were observed in the microstructural investigation of the samples. Microscopic observations of alloyed samples reveal homogeneous distribution of aluminum boride particles and fewer porosity levels. It is observed that mechanical properties of AA 1070 aluminum can be improved by incorporating with borax.Key Words: Boron Compounds, Borax, Al-B alloy, Mechanical Properties