Alüminyum 7075 alaşımının titreşim altında katılaştırılması ve çökelme sertleşmesiyle karşılaştırılması

Abstract

Al 7075 alaşımı yüksek mekanik özelliklere ve oda sıcaklığında sınırlı plastik olarak şekillendirilebilirliğe sahip malzemedir. Bazı özel uygulamalarda döküm yoluyla elde edilmesi gerekebilir. Bu çalışmada özellikle otomotiv, uçak, uzay savunma sanayi gibi sektörlerde geniş kullanım alanına sahip Al 7075 alaşımının döküm sonrası farklı frekanslarda uygulanan mekanik titreşim altında katılaştırılması sağlanarak malzemenin mukavemet değerlerinin arttırılması amaçlanmıştır. Elde edilen mukavemet değerlerinin aynı malzemeye uygulanan çökelme sertleştirmesi ile elde edilen mukavemet değerleri ile karşılaştırılması yapılmıştır. Al 7075 alaşımının mekanik titreşim altında katılaştırma işleminden sonra mekanik özelliklerindeki değişimini tespit etmek için mikroyapı inceleme, basma deneyi, sertlik ölçme ve XRD testleri kullanılmıştır. 10-50 Hz uygulanan mekanik titreşimlerde 30 Hz frekansında maksimum sertlik değeri elde edilmiştir. Bu sertlik değeri çökelme sertleştirmesi ile elde edilen sertlik değerlerinden düşük ancak malzemenin ısıl işlemsiz halinden oldukça yüksek çıkmıştır.Katılaşma esnasında malzemelerin içyapısında boşluklar oluşma ihtimali yüksektir ve dolayısıyla basma-çekme mukavemetleri düşük çıkar. Araştırmamızda dizayn edilen titreşim mekanizmasında ölçülen sertlik değerlerinde belirgin bir artış tespit edilirken basma deneyleri sonuçları beklenenden düşük çıkmıştır. Bunun malzemenin içyapısındaki boşluklardan kaynaklandığı belirlenmiş, bu boşlukların tespiti için de en basit yöntem olan malzemenin yoğunluğunu ölçme yöntemi seçilmiştir.Anahtar Kelimeler: Al 7075, Çökelme Sertleşmesi, Katılaşma, Mekanik Titreşim, Yaşlandırma

Al 7075 alloy is a material with high mechanical properties and limited plastic formability at room temperature. In some special implemantations it may need to be obtained by casting. In this study, it is aimed to increase the strength values of the material by providing the solidification of the Al 7075 alloy, which has a wide usage area especially in sectors such as automotive, aircraft and space defense industry, under mechanical vibration applied at different frequencies after casting. The obtained strength values were compared with the strength values obtained by precipitation hardening applied to the same material.Microstructure examination, compression test, hardness measurement and XRD tests were used to determine the change in mechanical properties of Al 7075 alloy after solidification under mechanical vibration. The maximum hardness value was obtained at a frequency of 30 Hz in mechanical vibrations applied at 10-50 Hz. This hardness value was lower than the hardness values obtained by precipitation hardening, but quite higher than the material without heat treatment.During solidification, the possibility of formation of voids in the internal structure of the materials is high, and therefore their compression-tensile strength is low. While a significant increase was detected in the hardness values measured in the vibration mechanism designed in the research, the results of the compression tests were lower than expected. It has been determined that this is due to the voids in the internal structure of the material, and for the determination of these voids, the simplest method -measuring the density of the material- has been chosen.Keywords: Aging, Al 7075, Mechanical Vibration, Precipitation Hardening, Solidification