Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu

Kaygısız, Yusuf

Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu

Yusuf KAYGISIZ (Necmettin Erbakan Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, Konya)

Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi

4 2

Yıl: 2017 Cilt: 8 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 723 - 732 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 06-10-2018

Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu

Öz:

Bu çalışmada, sabit bir sıcaklık gradyanında tek yönlü (doğrusal) katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si yalancı ötektik (pseudoeutectic) alaşımı için mikroyapı üzerine büyütme oranlarının (hızlarının) etkisi çalışılmıştır. Al-Mg-Si sisteminde Al - %13ağ.Mg2Si yalancı ötektik alaşımının bileşimi üçlü sıvıdan ötektik faz büyütmek için, ağırlıkça % 8.25 magnezyum ve ağırlıkça % 4.75 silisyum olarak seçilmiştir. Doğrusal katılaştırma işlemi Bridgman tipi doğrusal katılaştırma fırınında sabit sıcaklık gradyanında (6.68 K/mm) farklı hızlarda çalışabilen senkron motorlar kullanarak beş farklı büyütme hızında (V=8.33–175.0 µm/s) yapılmıştır. Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapısı, faz diyagramı ve EDX analiz sonuçlarına göre, birincil -Al matris yapısının içerisine dağılmış şekilde sıvı faz ve ötektik mercan benzeri yapı şeklinde Mg2Si fazı gözlenmiştir. Büyütme hızı 8.33 m/s den 175 m/s ye arttırıldığında, 𝜆𝜆𝑀𝑀𝑀𝑀2𝑆𝑆𝑆𝑆 için ortalama ötektik mesafe 7.12 m den 1.70 m ye azalmıştır. En büyük ötektik mesafe sabit sıcaklık gradyanında (G=6.68 K/mm) ve minimum büyütme hızında (V=8.33 µm/s) gözlenmiştir. Başka bir ifadeyle sabit sıcaklık granyanında (G=6.68 K/mm), en küçük ötektik mesafe büyütme hızının maksimum (V=175.0 m/s) olduğu durumda gözlenmiştir. Al - %13ağ.Mg2Si yalancı ötektik alaşımı için lameller arası mesafenin (ötektik mesafe) (), büyütme oranına (V) bağlılığı 𝜆𝜆𝑀𝑀𝑀𝑀2𝑆𝑆𝑆𝑆 = 16.95 𝑉𝑉−0.45 olarak elde edilmiştir. Aynı zamanda hacim büyütme oranı, ölçülmüş olan lameller arası mesafe (𝜆𝜆𝑀𝑀𝑀𝑀2𝑆𝑆𝑆𝑆) ve büyütme oranı (V) kullanılarak 𝜆𝜆2 𝑀𝑀𝑀𝑀2𝑆𝑆𝑆𝑆𝑉𝑉 = 408.96 µm3 /s şekilde elde edilmiştir.

Anahtar Kelime:

Microstructural characterization of directionally solidified Al13wt.%Mg2Si alloy

Öz:

In the present work, effect of growth rates on microstructure for directionally solidified Al-13wt. %Mg2Si pseudoeutectic alloy at a constant temperature gradient were studied. The composition of pseuodoeutectic Al-Mg2Si alloy in Al-Mg-Si system was chosen to be Al13wt.%Mg2Si (Al–8.75wt.%Mg–4.25wt.%Si) to growth the eutectic phases from ternary liquid. Directional solidification process were carried out with different growth rates (V=8.33–175.0 µm/s) at a constant temperature gradient (G=6.63 K/mm) by using synchronous motors running at different speed by Bridgman-type furnace. According to phase diagrams and EDX results light grey, black and dark grey phases were identified as quenched liquid phase, Mg2Si coral-like and –Al matrix, respectively. As the growth rate is increased, the eutectic spacings decrease. When the growth rate of samples increases from 8.33 to 175 m/s the average eutectic spacing for Mg Si 2  decrease from 7.12 to 1.70µm. The highest eutectic spacing was obtained at the minimum growth rate and a constant temperature gradient (V=8.33 µm/s, G=6.68 K/mm). On the other hand, the smallest eutectic spacing was measured at the maximum value of growth rate and a constant temperature gradient (V=175.0 m/s, G=6.68 K/mm). The dependency of lamellar spacing () on growth rates (V) were obtained as 0.45 16.95 2   Mg Si  V for AlMg2Sipseudoeutectic alloy. The bulk growth rate was also determined as V 2 Mg Si 2 =408.96 µm3 /s by using the measured values of Mg Si 2 and V.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

Zhang, J., Fan, Z., Wang, Y. Q., Zhou, B. L., (2001). Equilibrium pseudobinary Al-Mg2Si phase diagram, Materials Science and Technology, 17, 494-496.
Tolnai, D., Townsend, P., Requena, G., Salvo, L., Lendvai, J., Degischer, H.P., (2012). In situ synchrotron tomographic investigation of the solidification of an Al-Mg4.7-Si8 alloy, Acta Materialia, 60, 2568–2577.
Souza, S. A., Rios, C. T., Coelho, A. A., Ferrandini, P. L., Gamab, S., Carama, R., (2005). Growth and morphological characterization of Al–Cr–Nb eutectic alloys Journal of Alloys Compounds, 402, 156.
Rios, C. T., Milenkovic, S., Ferrandini, P. L., Caram,R., (2005). Directional solidification, microstructure and properties of the Al3Nb–Nb2Al eutectic. Journal of Crystal Growth, 275, 153–158.
Qin, Q.D., Zhao, Y.G,, Zhou, W., Cong, P.J., (2007). Effect of phosphorus on microstructure and growth manner of primary Mg2Si crystal in Mg2Si/Al composite, Materials Science Engineering A,447, 186–91.
Mondolfo, L.F., (1943). Metallography of aluminum alloys, London, Chapman and hall. P. 105.
Li, S., Zhao, S., Pan, M., Zhao, D., Chen, X., Barabash O. M., and Barabash, R. I., (1997). Solidification and structural characteristics of a (Al)–Mg2Si eutectic, Materials Transaction, 38, 553-559.
Kurz, W., Fisher, D. J. (1992). Fundamentals of Solidification, 3th ed., Trans Tech Publications, Switzerland.
Koçak, Y., Engin, S., Böyük, U., Maraşlı, N., (2013). The influence of the growth rate on the eutectic spacings, undercoolings and microhardness of directional solidified bismuthlead eutectic, Current Applied Physics, 13, 587-593.
Kaygısız, Y., and Maraşlı, N., (2015). Microstructural, mechanical and electrical characterization of directionally solidified Al–Si– Mg eutectic alloy, Journal of Alloys Compounds, 618, 197–203.
Jackson, K. A., and Hunt, J. D., (1966). Lamellar and Rod Eutectic Growth, Transation Metallurgical Society A.I.M.E., 236, 1129-1142.
Furui, M., Kitamura, T., Ishikawa, T., Ikeno, S., Saikawa, S., Sakai, N., (2011). Evaluation of Age Hardening Behavior Using Composite Rule and Microstructure Observation in Al-Si-Mg Alloy Castings, Materials Transaction, 52, 1163-1167.
Feufel, H., Gödecke, T., Lukas, H. L., Sommer, F. (1997). Investigation of the Al-Mg-Si System by Experiments and Thermodynamic Calculations, Journal of Alloys Compounds,247, 31-42.
Engin, S., Böyük, U., Maraşlı, N., (2016). The effects of microstructure and growth rate on microhardness, tensile strength, and electrical resistivity for directionally solidified Al-Ni-Fe alloys, Journal of Alloys and Compounds, 660, 23-31.
De Wilde, J., Froyen, L., Rex, S., (2004). Coupled two-phase [α(Al)+θ(Al2Cu)] planar growth and destabilisation along the univariant eutectic reaction in Al–Cu–Ag alloys, Scripta Materials, 51, 533-538.
Brito, C., Costa, T.A., Vida, T.A., Bertelli, F., Cheung, N., Spinelli, N.E., and Garcia, A., (2015). Characterization of Dendritic Microstructure, Intermetallic Phases, and Hardness of Directionally Solidified Al-Mg And Al-Mg-Si Alloys. Metallurgical and Materials Transactions A, 46, 3342.
Böyük, U., Engin, S., Maraşlı, N., (2011). Microstructural characterization of unidirectional solidified eutectic Al–Si–Ni alloy, Materıals Characterızatıon, 62, 844–851.
Bhattacharya, A., Kiran, A., Karagadde, S., Dutta, P. (2014). An enthalpy method for modeling eutectic solidification, Journal of Computational Physics, 262, 217–230.

APA	Kaygısız Y (2017). Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu. , 723 - 732.
Chicago	Kaygısız Yusuf Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu. (2017): 723 - 732.
MLA	Kaygısız Yusuf Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu. , 2017, ss.723 - 732.
AMA	Kaygısız Y Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu. . 2017; 723 - 732.
Vancouver	Kaygısız Y Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu. . 2017; 723 - 732.
IEEE	Kaygısız Y "Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu." , ss.723 - 732, 2017.
ISNAD	Kaygısız, Yusuf. "Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu". (2017), 723-732.

APA	Kaygısız Y (2017). Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 8(4), 723 - 732.
Chicago	Kaygısız Yusuf Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi 8, no.4 (2017): 723 - 732.
MLA	Kaygısız Yusuf Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol.8, no.4, 2017, ss.723 - 732.
AMA	Kaygısız Y Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi. 2017; 8(4): 723 - 732.
Vancouver	Kaygısız Y Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi. 2017; 8(4): 723 - 732.
IEEE	Kaygısız Y "Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu." Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 8, ss.723 - 732, 2017.
ISNAD	Kaygısız, Yusuf. "Doğrusal katılaştırılmış Al-%13ağ.Mg2Si alaşımının mikroyapı karakterizasyonu". Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi 8/4 (2017), 723-732.