Development of structure and mechanical properties of zinc-aluminium alloys

Abstract

ÖZET Çinko-alüminyum alaşımlarının pirinç, bronz, dökme demir ve alüminyum alaşımları gibi geliştirilmiş alaşımlarla kıyaslandıklarında sahip oldukları yüksek mekanik özellikler, düşük maliyet, mükemmel döküm ve yatak özelliklerinden dolayı endüstrideki kullanımları gittikçe yaygınlaşmaya başlamaktadır. Fakat her nasılsa dökümlerde alışılmışın aksine dökümün alt yüzünde yüzey çökmesi olmakta ve dökümler alt yüzeyden itibaren çekme yaparak katılaşmaktadır. Bu çalışmada döküm şartlarını kontrol ederek, lityum ve strontiyum master alaşımları ile modifikasyon yaparak ZA-8, ZA-12 ve ZA-27 alaşımlanndaki bu problemin çözülmesine çalışılmıştır. Alt yüzey çekmesinin alüminyum yüzdesi, dökülecek alaşımın erime sıcaklığının ne kadar üstünde ısıtıldığı, yapılan dökümün büyüklüğü ve katılaşma koşullarından etkilendiği görülmüştür. Lityum ve strontiyum eklentilerinin alt yüzey çekmesi problemini azaltmada yararlı olduğu tespit edilmiştir. Çekme dayanımı, kırılma uzaması ve Vickers sertlik değerleri alüminyum yüzdesi ve lityum eklentisi ile artmaktadır.

ABSTRACT The new family of zinc-aluminum alloys are finding wider applications in industry because of their many attractive properties such as; high mechanical properties, lower initial cost, excellent bearing characteristics, excellent castability, reduced cost in subsequent finishing operations. All these properties compared well with those already developed alloy systems such as brasses, bronzes, aluminum alloys and cast iron. However surface sinks and shrinkage defects are observed on the bottom face of the castings contrary to general foundry practice. In the present study, this problem in the ZA-8, ZA-12 and ZA-27 alloys was tried to be solved by controlling the casting parameters and modifying with the master alloys of strontium and lithium. It was found that the underside shrinkage problem was influenced by aluminum concentration, superheat, casting size and the cooling conditions. The strontium and lithium additions were found to be beneficial in reducing the underside shrinkage problem. The ultimate tensile strength, fracture elongation and Vickers hardness values are all increased with aluminum concentration and lithium addition. IV