Al-Si-Mg alaşımlarına ilave edilen Cu ve Fe`in mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi

Abstract

Bu çalışmada, Al-Si-Mg alaşımlarına ilave edilen bakır (Cu) ve demirin (Fe), mikro yapı ve mekanik özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Döküm metodu ile Al-Si-Mg alaşımları üretildi (% 0,1-0,2 ve 0,4 Cu ve % 0,3-0,6 ve 1,2 Fe içeren) ve T6 ısıl işlemi uygulandı. Mikro yapı incelemelerinde, optik mikroskop, Tarama Elektron Mikroskobu (SEM) ve X-ışınımı kırınımı analizi (XRD) kullanıldı. İlaveten, yoğunluk ve mikro sertlik ölçümleri yapıldı. Mekanik özelliklerin incelenmesinde çekme ve aşınma testi uygulandı. Çekme testinde çekme hızı 1 mmdk-1 kullanıldı. Aşınma testlerinde 1 ms-1 sabit hız altında 10-40 N yük altında, 500-2000 m. mesafelerinde uygulanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, artan Fe miktarına bağlı olarak çekme mukavemetinin ve yüzde uzama miktarının azaldığı belirlenmiştir. Bunun sebebi, Fe miktarının artmasıyla yapıda oluşan Al-Si-Fe esaslı intermetaliklerin yapısının ve morfolojisinin değişimidir. Buna karşın Cu miktarının artmasıyla yapıda oluşan AlCu2 fazının artmasından dolayı, çekme mukavemetinin ve uzamanın artığı belirlenmiştir. Aşınma testi sonuçlarına göre, demir ilave edilen gruplarda 10 ve 20 N yük altında % 0,6 Fe alaşımında en düşük ağırlık kaybı ölçüldü. 40 N yük altında ise % 0,2 Fe alaşımında en düşük ağırlık kaybı ölçüldü. Cu ilavesi ile 10 ve 20 N yük altında en düşük ağırlık kaybı % 0,2 Cu alaşımında, 40 N yük altında ise en düşük ağırlık kaybı % 0,4 Cu alaşımında ölçülmüştür.

In this study, the effect of copper (Cu) and iron (Fe) added to Al-Si-Mg alloy on the microstructure and mechanical properties were investigated. Al-Si-Mg alloys (containing 0,1, 0,2 % and 0,4% Cu and 0,3, 0,6 and 1,2 % Fe) were produced by casting method and subjected to a T6 heat treatment. The micro-structure analyses were performed by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and X-Ray diffraction analysis (XRD). In addition, density and micro hardness measurements were made. Tensile tests and wear tests were carried out for investigation of the mechanical properties and wear behaviour. In tensile tests, cross-head speed used was 1 mmmin.-1. Wear tests were carried out at 1 ms-1 sliding speed under 10-40 N loads. The results showed that the tensile strength and the percent elongation were reduced, as the amount of Fe increased. This was explained by the change in the structure and morphology of Al-Si-Fe based intermetallics with increasing Fe amount. However, it was determined that tensile strength and elongation were increased due to formation of AlCu2 phases with increasing Cu amount. According to wear test results, the lowest weight loss were measured for the alloy containing 0,6 % Fe under 10 and 20 N loads. Under 40 N load, the lowest weight loss was measured for the alloy containing 0,2 % Fe. Under 10 and 20 N loads, the lowest weight loss was measured for the alloy containing 0,2 Cu. However, Under 40 N, the lowest weight loss was measured for the alloy containing 0,4 % Cu.