Yapay yaşlandırma işleminin alüminyum köpük malzemeye etkisinin incelenmesi

Abstract

Alüminyum köpük malzemeler hafif olmaları, titreşim sönümleme, mekanik, elektriksel, düşük termal iletkenlik ve kimyasal özelliklerinin iyi olmasından dolayı endüstride çok geniş ve önemli kullanım alanına sahip olan bir malzeme çeşididir. Bu nedenden dolayı alüminyum köpük malzemelerle ilgili çalışmalar birçok alanda hala yapılmaktadır. Bu çalışmada vakum döküm yöntemiyle açık gözenekli alüminyum köpük malzeme üretilmiş ve malzemelere yapay yaşlandırma işlemi uygulanmıştır. Yaşlanma sıcaklığı değiştirilerek çökelti oluşumları ve bunların sayısının çoğalıp çoğalmadığı veya sıcaklığın etkisiyle mukavemet artışındaki etkisini kaybedip kaybetmeyeceği orijinal köpük malzemeye göre incelenmiştir. Köpük malzeme üretiminde alüminyum alaşımı olarak Etial-160 (AlSi_8 Cu_3 Fe) malzemesi kullanılmıştır. Alüminyum köpük (A1) üretildikten sonra yapay yaşlandırma işlemi uygulanmıştır. Bunun için hazırlanan numuneler 500°C de yarım saat süreyle fırında ısıtılmış (A2) ve daha sonra ise suda soğutulmuştur. Böylece çözeltiye alma işlemi tamamlanmıştır. Daha sonra 500+120°C (A3), 500+170°C (A4), 500+220°C (A5) sıcaklıklarda 10 saat süreyle ısıtılıp oda sıcaklığında soğutularak yapay yaşlandırma işlemi uygulanan numuneler hazırlanmıştır. Orijinal numune, çözeltiye alma işlemi uygulanan numune ve üç farklı sıcaklıkta yapay yaşlandırma işlemi uygulanan üç adet numune ile birlikte toplamda 5 adet numune incelendi. Bu işlemlerden sonra numuneler basma deneyine tabi tutuldu. Ardından mikroyapı fotoğrafları çekildi. Yapılan incelemelerde yapay yaşlandırma işlemi uygulandığında mukavemet ve tokluk artışı hiçbir işlem yapılmayan A1 numunesine göre A2, A3, A4 ve A5'de artış gerçekleşmiştir. Sıcaklığın artması çökelti artmasını sağlamış, bu da dislokasyonların kaymasını engelleyerek mukavemet artışını sağlamıştır. Yaşlandırma sıcaklığı değiştirilerek işlemler yapıldığından en iyi yaşlandırma sıcaklığının A4 numunesine ait olan 500°C+170°C olduğu görülmüştür. Yaşlandırma işlemi uygulanan numunelerde sıcaklık artmasıyla A1 numunesi ile kıyaslandığında tokluk artmakta, fakat A4 numunesi ile A5 kıyaslandığında A5 numunesinde tokluk bir miktar düşmektedir

Aluminum foam materials are light and vibration damping, mechanical, electrical, low thermal conductivity and chemical properties are good because of a wide range of materials that have a wide and important use in the industry. For this reason, studies on aluminum foam materials are still carried out in many areas. In this study, open pore aluminum foam material was produced by vacuum casting method and artificial aging process was applied to the materials. By changing the aging temperature, it was investigated according to the original foam material whether the precipitate formations and their number increased or not, or whether they would lose their effect on strength increase due to the effect of temperature. Etial-160 (AlSi_8 Cu_3 Fe) was used as the aluminum alloy in the production of foam materials. After the production of aluminum foam (A1), artificial aging process was applied. The samples prepared for this purpose were heated in the oven (A2) for half an hour at 500 ° C and then cooled in water. Thus, the solution was completed. Afterwards, the samples which were artificial aging process were prepared by heating at 500 + 120 ° C (A3), 500 + 170 ° C (A4), 500 + 220 ° C (A5) for 10 hours and cooling at room temperature. The original sample, the sample treated with solution and three samples with artificial aging at three different temperatures were examined together with a total of 5 samples. The samples were then subjected to compression testing. Then microstructure photos were taken. When the artificial aging process was applied, the increase in strength and toughness increased in A2, A3, A4 and A5 compared to the A1 sample which had no treatment. The increase in temperature caused the precipitation to increase, which prevented the displacement of the dislocations and increased the strength. The best aging temperature was found to be 500 ° C + 170 ° C for A4 sample. Aging is applied to increase the temperature of the sample with A1 increase compared to the toughness, but the A4 sample with A5 compared to the A5 sample, the amount of toughness decreases.