Bakır katkısının Zn-27Al alaşımının yorulma davranışına etkisi

Abstract

Bu çalışmada bir dizi Zn-Al-(%2-5)Cu alaşımları kokil kalıba döküm yöntemi ile üretildi. Üretilen alaşımların yapı ve mekanik özellikleri ile yorulma davranışları ayrıntılı bir biçimde incelenerek bakır katkısının sözü edilen alaşımların mekanik özellikleri ve özellikle de yorulma performansı üzerindeki etkisi ortaya konuldu. Yapılan incelemeler sonucunda, bu alaşımlarının içyapısının alüminyumca zengin α dendritleri ile bunları çevreleyen çinkoca zengin η ve ötektoid α + η fazları ile bakırca zengin ε fazından oluştuğu belirlendi. Ayrıca, bakır oranının artmasıyla alaşımın kopma uzaması ve tokluk değerlerinin azalarak sertlik ve çekme dayanımının arttığı gözlendi. En yüksek sertlik ve çekme dayanımı değerleri Zn-27Al-5Cu alaşımından elde edilirken, en yüksek kopma uzaması ve tokluk değerlerini Zn-27Al-2Cu alaşımı sergiledi. Buna ilave olarak, en yüksek yorulma ömrü Zn-27Al-5Cu alaşımından elde edildi ve ayrıca bütün yorulma örneklerinin gevrek kırılma davranışı sergilediği görüldü. Yorulma verilerinin korelasyonu sonucunda Zn-27Al-(%2-5)Cu alaşımının yorulma davranışlarının Basquin bağıntısı ile ifade edilebileceği belirlendi.

In this study, a serias of Zn-27Al-(2-5%)Cu alloys were produced by permanent mould casting. The effect of copper additive on the mechanical properties and especially the fatigue performance of the alloys was revealed by examining the structural and mechanical properties commend with fatigue behavior of the alloys in detail. As a result of the investigations, it was determined that the microstructure of the alloys consisted of aluminum rich α dendrites and surrounding zinc rich η and eutectoid α + η phases and copper rich ε phase. In addition, it was observed that the hardness and tensile strength of the alloy increased while the percentage elongation and toughness values decreased with increasing copper content. The Zn-27Al-2Cu alloy exhibited the highest percentage elongation and toughness values. while the highest hardness and tensile strength were obtained from Zn-27Al-5Cu alloy. In addition, the highest fatigue life was obtained from Zn-27Al-5Cu alloy and it was also observed that all fatigue samples exhibited brittle fracture behavior. As a result of correlation of fatigue data, it was determined that fatigue behavior of Zn-27Al(2-5%) alloy can be expressed by Basquin's law.