Al-17Si-(0-1)Ti Alaşımlarının İçyapısı ve Mekanik Özellikleri


HACIOSMANOĞLU M. , HEKİMOĞLU A. P.

The International Conference on Materials Science, Mechanical and Automotive Engineerings and Technology in Cappadocia / TURKEY (IMSMATEC 2019), Nevşehir, Turkey, 21 - 23 June 2019, pp.563-568

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Nevşehir
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.563-568

Abstract

In this study, one binary Al-17Si and eight ternary Al-17SiTi alloys containing different rate of titanium were produced by permanent mold casting. The microstructure, hardness and mechanical properties of the produced alloys were investigated. The microstructural observations were carried out on the samples prepared with standard metallographic techniques by an optical microscopy. The hardness values of the alloys were determined by Brinell hardness measurement method. Yield, tensile and elongation to fracture values of the alloys produced were determined with the tensile tests carried out in the universal tensile testing machine with a capacity of 10 tons. It was observed that the microstructure of the binary Al-17Si alloy consisted of primary α-Al dendrites, primary silicon particles, thin-long shaped eutectic silicon particles on the aluminum matrix and β (Al-Si-Fe) phases. In the case of the 0.05-0.2% titanium addition to the Al-17Si alloy, the eutectic silicon particles became shorter and relatively spherical. However, these particles were become coarser and the TixAlySiz phase was formed when the titanium addition exceeds 0.2%. Hardness, yield and tensile strength of the Al-17Si alloy increased with the titanium additions, but above 0.2%Ti they decreased. The changes in the mechanical properties of the Al-17Si based alloys with the titanium additions have been explained based on the changes in the microstructure.

Bu çalışmada bir adet Al-17Si ve farklı oranlarda titanyum içeren 8 adet üçlü Al-17Si-Ti alaşımı kokil kalıba döküm yöntemiyle üretildi. Üretilen alaşımların içyapıları, sertlikleri ve mekanik özellikleri incelendi. İçyapı incelemeleri standart metalografik yöntemlerle hazırlanarak parlatılan numuneler üzerinde ışık mikroskobu ile gerçekleştirildi. Sertlik değerleri Brinell sertlik ölçüm yöntemiyle, akma ve çekme dayanımı ile kopma uzaması değerleri ise 10 ton kapasiteli üniversal bir çekme deney makinesinde gerçekleştirilen deneyler yardımıyla belirlendi. İkili Al-17Si alaşımının içyapısının primer α-Al dendritleri, primer silisyum parçacıkları, alüminyum matris üzerinde rastgele dağılmış durumdaki ince uzun şekilli ötektik silisyum parçacıkları ve β (Al-Si-Fe) fazlarından oluştuğu gözlendi. Al-17Si alaşımına %0,05-0,2 oranlarında titanyum katılması durumunda içyapıdaki ötektik silisyum parçacıklarının kısalarak nispeten küresel hale geldiği, titanyum katkısının %0,2’yi aşması durumunda ise söz konusu parçacıklarının tekrar irileştiği ve ayrıca yapıda TixAlySiz fazının oluştuğu gözlendi. Al-17Si alaşımının sertlik, akma ve çekme dayanımı değerlerinin %0,2 oranındaki titanyum katkısına kadar arttığı, bu katkı oranından sonra ise azaldığı görüldü. Titanyum katkısının Al-17Si esaslı alaşımların sertliğinde ve mekanik özelliklerinde neden olduğu değişimler içyapılarında meydana gelen değişimlere dayandırılarak açıklandı.