Homojenizasyon uygulanmış alüminyum alaşımı ingotlarda işlenebilirliğin konuma bağlı olarak değişimi

Abstract

Optimum işlenebilirliğin sağlandığı üretim koşulları, imalat sanayi için büyük öneme sahiptir. Bu proseslerde büyük şekillendirme işlemlerinin, düşük gerilme ile çatlak oluşmaksızın başarılması istenir. Bir ingotun işlenebilirliliği, kimyasal bileşim, iç yapı ve daha önce uygulanmış ısıl işlemlerle belirlenebilir. Kalıptan alınan ingotların mekanik ve yapısal özelliklerindeki farklılık, işlenebilirliliğin yüzey ile merkez arasında değişmesine neden olmaktadır. Direk dökümden sonra ingotun yüzey ile merkez arasındaki işlenebilirlilik farkını azaltmak için ingotlara değişik şartlarda homojenizasyon işlemi uygulayarak, ingotun uniform bir işlenebilirliliğe kavuşturulması amaçlanmıştır. Bu çalışmada direk kalıba döküldükten sonra herhangi bir işlem görmemiş 200 mm çapındaki 2014 ve 6063 Alüminyum alaşımı ingotlar değişik şartlarda homojenize edildikten sonra, mekanik ve yapısal özellikleri; burulma deneyi, sertlik deneyi, melal mikroskop, SEM, EDS ve X-ray difraktometre kullanılarak belirlenmiştir. Homojenizasyon işlemi sonrası yapılan sıcak burulma deneyleri, değişik deformasyon sıcaklıkları ve 2.1 0`2 s`1 şekil değiştirme hızında gerçekleştirilmiştir. Burulma deneylerinden sonra, homojenizesiz 2014 ve 6063 Al ingotların, yüzey ile merkez arasında gerilme ve şekil değiştirme değerleri arasında bir fark olduğu ve gerilmenin yüzeyden merkeze doğru azaldığı, şekil değiştirmenin ise arttığı gözlenmiştir. Homojenize işlemi ile yüzey ile merkez arasındaki bu farklılığın giderek azaldığı tespit edilmiştir. 2014 Al ve 6063 Al alaşımında yüzey ile merkez arasında en iyi dağılım, sırasıyla 510 °C ve 540 °C'deki homojenizasyondan sonra fırında soğutulan ingotların 440 C'de yapılan deformasyonunda elde edilmiştir. Bunun yanı sıra deformasyon sıcaklığının, gerilme ve şekil değiştirme eğrileri üzerinde önemli etkiye sahip olduğu gözlenmiştir. Deformasyon sıcaklığının yükselmesi ile gerilmede azalma, şekil değiştirmede ise artış gözlenmiş ve bölgeler arasındaki gerilme-şekil değiştirme farkının bir miktar azaldığı tespit edilmiştir. 2002, 169 sayfa Anahtar kelimeler: Sıcak işlenebilirlik, sıcak burulma, homojenizasyon, deformasyon, alüminyum alaşımları.

Manufacturing conditions in which the optimum workability is maintained has a significant effect for manufacturing industry. In such processes, large deformation processes under low stresses are required to achieve without crack initiation. The workability of an ingot depends on the chemical composition, microstructure and the heat treatment applied before. The differences in mechanical and structural properties cause the change of the workability between the surface and the center. In this study, it was aimed to have a uniform workability of the ingot by applying homogenisation treatments in different conditions in order to reduce the workability difference of the surface and the center after the direct casting of the ingot. The mechanical and structural properties of 200 mm diameter of aluminium alloys ingots that were not subjected to any treatment after casted directly into the mould were determined by means of torsion test, hardness test, metal microscope, SEM, EDS and X-ray difractometer. The hot torsion tests carried out after homogenisation treatment were conducted at different deformation temperatures with the deformation speed of 2.10' s`1. After the torsion tests, it was observed for 2014 and 6063 Al ingots that while the stresses declined from the surface towards the center, the strain increased, and there was a difference in the value of the stresses and strain between the surface and the center. That difference between the surface and the center reduced with homogenisation treatment. The best distribution between the surface and the center in 2014 Al and 6063 Al alloys were obtained at the deformation at the temperature of 440 °C for the ingots cooled in the furnace after the homogenisation at 510 °C and 540 °C, respectively. In addition, it was observed that the deformation temperature has a significant impact on stress and strain curves. It was also observed that the stress decreased while the strain increased with the increase of the deformation temperature. It was determined that the stress and strain differences in the regions decreased slightly. 2002, 169 pages Key Words : Hot Workability, hot torsion, homogenisation, deformation, aluminium alloys 11