Tiksodökümle üretilmiş AA2024 ve AA7075 alaşımlarının aşınma davranışı

Abstract

Tikso döküm, dendritik olmayan kütükleri yarı katı sıcaklıklara ısıtıp ardından kapalı bir kalıba enjekte edilen yarı katı şekillendirmenin en yaygın kullanılan süreçlerinden biridir. Tikso döküm, net şekle yakın üretim, iyi yüzey kalitesi, düşük enerji tüketimi ve yüksek işletme verimliliği iyileştirmesi gibi önemli işleme avantajları sunar. Ayrıca tikso döküm, dövme alüminyum alaşımlarının şekillendirilmesine de imkân sağlar. Bu çalışmada, tikso döküm yöntemiyle üretilen AA7075 alaşımının aşınma davranışı araştırılmıştır. Aşınma davranışı, AA7075 alaşımının üç işlem koşulu için (ekstrüze edilmiş, tikso döküm ve tikso döküm-T6) incelenmiştir. Kuru kayma aşınma deneyleri için bir disk üzerinde pim tribometre kullanılmıştır. Aşınma testleri, kuru kayma koşullarında sabit yük (10 N) ve sabit kayma mesafesi (500 m) ile gerçekleştirilmiştir. Mikroyapılar, optik mikroskopi, tarama elektron mikroskobu (SEM) ve sertlik testleri ile karakterize edildi. Deneysel sonuçlar, tikso döküm-T6 alaşımının kuru kayma koşulları altında mükemmel aşınma direnci gösteren ince küresel yapı ve eş eksenli tanelerden oluştuğunu göstermiştir. Uzun süreli çözelti işlemli yaşlandırma ısıl işlemi, tikso döküm ile üretilen AA7075 alaşımının aşınma özelliklerini önemli ölçüde geliştirmiştir. Ayrıca, tikso döküm+T6 numunesi, tikso döküm numunesine kıyasla gelişmiş aşınma direnci ve daha düşük sürtünme katsayısı sergilemiştir. En yüksek aşınma direnci, tikso döküm+T6 numunesinde elde edilmiştir. Baskın aşınma mekanizmaları, abrazyon, oyuklanma, oksitlenme ve mikro tabakalara ayrılmayı içermektedir.

Thixocasting is one of the most commonly used processes of semi-solid processing which involves the non-dendritic billets reheated at semi-solid temperatures and then billets injected in a closed die. Thixocasting offers significant processing advantages, such as near net shape manufacturing, good surface finish, low energy consumption and high operating efficiency improvement. And also thixocasting offers forming of the wrought aluminum alloys. In this study, the dry sliding wear behavior was investigated in AA7075 alloy produced by thixocasting. The wear behavior was examined for three process conditions of AA7075 alloy (as-extruded, thixocasting, and thixocasting-T6). A pin-on-disc tribometer was used for dry sliding wear test experiments. The wear tests were conducted with constant load (10 N) and constant sliding distance (500 m) under dry sliding conditions. Microstructures were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), and hardness tests. Experimental results showed that the thixocasting-T6 alloy consisted of fine globular structure and equiaxed grains, which showed excellent wear resistance under dry sliding conditions. The aging heat treatment with prolonged solution treatment is significantly improved the wear properties of AA7075 alloy produced by thixocasting. Also, the thixocast-T6 sample was exhibited improved wear resistance and lower friction coefficient in comparison to the thixocasting sample. The highest wear resistance was obtained in thixocast+T6 sample. The dominant wear mechanisms are included abrasion, oxidation and micro delamination in the wear test.