Çinko-aliminyum esaslı alaşımlarda mukavemet araştırma yöntemlerinin incelenmesi

Abstract

ÖZET Değişik kimyasal bileşimlerde bir adet ikili çihko-alüminyum, iki adet üçlü çinko-alüminyum-bakır ve bir adet de çinko-alüminyum-silisyum alaşımı kokil döküm yöntemi ile üretildi. Alaşımların yapısal ve mekanik özellikleri gerek dökülmüş, gerekse ısıl işlem görmüş durumda incelendi. En uygun mukavemet artırma yöntemini belirlenmesi için, söz konusu alaşımlar mekanik ve ısıl işlemlere tabi tutuldu. Yapılan çalışmalar sonucunda, çinko-alüminyum alaşımlarının mukavemetini artırmak için, en uygun yöntemin alaşım elementi katkısı olduğu belirlendi. Balar katkısı, bu alaşımların sertlik ve mukavemetini büyük ölçüde artırırken, silisyum katkısının bu değerleri fazla etkilemediği görüldü. Söz konusu alaşımların, sertlik ve mukavemet değerlerinin su verme- yaşlandırma işlemi ile artırılabileceği görüldü. Ancak, bu değerlerin aşın yaşlanma döneminde büyük ölçüde azaldığı gözlendi, özellikle ikili ZnA122 alaşımındaki hızlı dönüşüm nedeniyle sertlik ve mukavemet değerleri çok kısa bir yaşlanma süresi sonunda aniden bir düşme gösterdi. Bu durum, çökelme sertleştirmesi yönteminin, söz konusu alaşımlar için uygun bir mukavemet artırma yöntemi olmadığım ortaya çıkardı. Soğuk deformasyonla alaşımların mukavemet değerleri artmadığı gibi, özellikle ısıl işlem görmüş durumdaki alaşımların bu işlem sonunda sertlik ve mukavemetlerinin azaldığı gözlendi. Söz konusu alaşımlarda soğuk işlem sırasında deformasyon yumuşaması meydana geldiğinden, deformasyon sertleştirmesi yönteminin bu alaşımlar için bir mukavemet artırma yöntemi olarak uygulanamayacağı sonucuna varıldı. Diğer taraftan, söz konusu alaşımların mekanik özellilerinin, çözündürme işleminden sonraki soğuma hızına göre de önemli ölçüde değiştirilebileceği gözlendi. Anahtar Kelimeler: Zn-Al Alaşımları, Mukavemet Artırma Yöntemleri, Çökelme Sertleşmesi, Deformasyon Sertleşmesi IV

SUMMARY An investigation of the Strengthening Methods of Zinc-Aluminum Alloys A series of binary zmc-alummum, ternary anc-aluminum-copper and zinc-aluminum-silicon alloys were produced by permanent mould casting. Microstructures and some mechanical properties of these alloys were examined in as-cast and heat-treated conditions. In order to determine the most suitable strenghtening method for the alloys, they were subjected to cold working and a series of heat-treatmeant process. Addition of alloying elements was found to be die best strengthening method for these alloys. Copper was found to be much more effective than silicon, in increasing the hardness and the strength of these alloys. It was also found that, the hardness and strength of these alloys may be increased by precepitation hardening during aging. Howewer, these values showed considerably amount of decrease during overaging. In addition, due to fast diffusion, the binary eutectoid alloy decomposed very quickly. This resulted in a sudden decrease in hardness and strength values. Therefore, it was concluded that, the precepitation hardening method may not be a very suitable strengthening mechanism for these alloys. The Zn-Al based alloys, especially in the heat-treated condition, showed work softening during cold working. This resulted in a small decrease in hardness and strength of these alloys. Hence, it was concluded that, work hardening method cannot be used as a strengthening mechanism for these alloys. It was also shown that, mechanical properties of these alloys may be changed considerably by changing cooling rate of the alloys after the solution treatment. Key Words: Zn-Al Alloys, Strengthening of Zn-Al Alloys, Precepitation Hardening, Deformation Hardening V