Magnezyum alaşımlarının mekanik özelliklerine yaşlandırma parametrelerinin etkisi

Abstract

Bu çalışmada, farklı ısıl işlem koşullarının AZ63 magnezyum alaşımının mikroyapı, mikro sertlik, akma mukavemeti, çekme mukavemeti, uzama ve faz dağılımları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Ticari olarak üretilmiş olan AZ63 magnezyum alaşımına 400 °C'de 16 saat çözeltiye alındıktan sonra bir grup numune havada, diğer bir grup ise suda soğutulmuştur. Farklı ortamlarda soğutulan numuneler 3 farklı sıcaklık (160 °C, 190 °C ve 220 °C) ve 5 farklı sürede (1, 3, 6, 9 ve 12 saat) yapay yaşlandırılmıştır. Yaşlandırma işleminden sonra numuneler çekme testi, mikro sertlik ölçümleri, XRD, SEM ve EDX analizleri ile karakterize edilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda zayıf faz olan Mg17Al12'nin ana matris içinde neredeyse tamamen çözündüğü anlaşılmıştır. Yaşlandırma işlemlerinde yaşlandırma sıcaklığı ve süresine bağlı olarak çözünen bu fazın tane sınırları ve tane içlerinde homojen olarak çökelmeye başladığı görülmüştür. Değerlendirmelerin neticesinde çözeltiye almadan sonra hava veya suda soğutup 9 saat 190 ⁰C'de yaşlandırılmış olan numunelerde malzemenin döküm haline benzer sertlik ve uzama değerleriyle birlikte akma mukavemetinde yaklaşık %15'lik bir artış sağlanmıştır.

In this study, influence of different heat treatment conditions on microstructure, micro hardness, yield strength, ultimate tensile strength, elongation and phase distribution of AZ63 magnesium alloy were discussed. Commercially produced AZ63 magnesium alloy solution heat treated at 400 ⁰C for 16 h. One group pf specimen was air cooled, one group of specimen was water quenched. These specimens that were cooled by different medias were artificially aged at 3 different temperatures (160 °C, 190 °C, 220 °C) and for 5 different durations (1 h, 3 h, 6 h, 9 h, and 12 h). All specimens were characterized by tensile and micro hardness tests, SEM, EDX and XRD analyses, respectively. It was observed that after the solution treatment a weak intermetallic phase of Mg17Al12 was dissolved almost totally in the matrix. During the aging this phase precipitated in the grains and also on the grain boundaries homogeneously depends on the aging temperatures and times. As a result of assessments, air cooled or water quenched after solution heat treatment and then aged at 190 ⁰C for 9 h specimens had similar hardness and elongation values with as cast specimen, at the same time an increase of approximately 15% in yield strength is provided.