Çok yönlü dövme işleminin çinko ve bakır içeren Al-7Si esaslı alaşımların yapı, mekanik ve tribolojik özelliklerine etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada çok yönlü dövme işleminin ikili Al-7Si, üçlü Al-7Si-4Zn ve dörtlü Al-7Si-4Zn-3Cu alaşımlarının yapı, mekanik ve tribolojik özelliklerine etkisi incelendi. Söz konusu alaşımlar kokil kalıba döküm yöntemiyle üretildi. Çok yönlü dövme işlemi alaşımların içyapısında bulunun silisyum parçacıklarının parçalanmasına ve dendritik yapılarının ortadan kalkmasına yol açtı. Çok yönlü dövülen alaşımların akma ve çekme dayanımı ile kopma uzaması değerleri artarken, basma dayanımlarının değişmediği belirlendi. İkili ve üçlü alaşımların sertliğinin çok yönlü dövme işleminin ardından az da olsa arttığı, dörtlü alaşımın bu değerinin ise azaldığı görüldü. En yüksek akma ve çekme dayanımları ikili ve üçlü alaşımlarda bir çevrim, dörtlü alaşımda ise iki çevrim çok yönlü dövme işleminin ardından elde edildi. Homojenize edilmiş durumda gevrek kırılma davranışı sergileyen alaşımlar, çok yönlü dövme işleminden sonra sünek kırılma davranışı gösterdi. Çok yönlü dövülmüş üçlü ve dörtlü alaşımlar homojenize edilmiş durumlarına göre daha yüksek aşınma kaybı sergiledi. Alaşımların aşınma kaybının artan yük ile sürekli arttığı belirlendi. Aşınma deneyi sonucunda alaşımların yüzeylerinde sıvanmış tabakaların oluştuğu ve soyulmaların meydana geldiği, ancak sıvanmanın gerek homojenize edilmiş gerekse dövülmüş durumdaki alaşımlarda etken aşınma mekanizması olduğu görüldü.

In this study, effect of multi directional forging (MDF) on microstructure, mechanical and tribological properties of binary Al-7Si, ternary Al-7Si-4Zn and quaternary Al-7Si-4Zn-3Cu alloys was systematically investigated. These alloys were produced by permanent mould casting. MDF resulted in the breaking up Si particles and elimination of dendritic structure of the alloys. MDF gave rise to an increase in the yield and tensile strength with elongation to fracture of the alloys while it had no significant effect on their compression strength. After MDF, the hardness of the binary and ternary alloys exhibited a slight increase while this property of quaternary alloy decreased. The highest yield and tensile strength were obtained from the binary and ternary alloys with one cycle and quaternary alloy with two cycle MDF. While the alloys had a brittle fracture at homogenized state, they exhibited ductile type fracture after MDF. The MDFed ternary and quaternary alloys showed higher wear loss than their homogenized state. Their wear loss increased continuously with increasing applied load. Smearing and delamination were observed on the worn surfaces of the alloys, but smearing was determined to be the effective wear mechanism of the alloys at both homogenised and MDFed states.