Anodik Oksidasyonun AA7050-T7451 Alaşımının Yorulma Performansına Etkisi

Abstract

Alüminyum alaşımlarının, olumsuz çalışma koşullarında daha iyi korozyon direnci sergileyebilmesi için uygulanan anotlama işlemi, malzemenin mekanik özelliklerini etkilemektedir. Bu çalışmada, AA7050-T7451 alaşımının yorulma dayanımına anotlama işleminin etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. 2-5 μm arasında değişen kaplama kalınlığına sahip kromik asitle anotlanmış (CAA) ve anodize olmayan (ASM) numuneler 90 Hz’lik bir frekansta ve R -1 gerilim genliğinde bir dizi eksenel yorulma testine tabi tutulmuştur. Test verileri ve Weibull denklemi yardımıyla oluşturulan S-N yorulma grafikleri anodik işlemin alaşımın yorulma performansını önemli ölçüde etkilendiğini göstermiştir. ASM ve CAA numuneler karşılaştırıldığında, anodik filmin düşük çevrimlerde yorulma mukavemetini etkilemediği ancak 103 – 107 çevrim döngüleri arasında AA7050-T7451 alaşımının yorulma performansını giderek azalttığı gözlemlenmiştir.

Keywords

• Alüminyum
• anodik oksidasyon
• yorulma dayanımı
• kromik asit.

The Effect of Anodic Coating on Fatigue Performance of AA7050-T7451 Alloy

Abstract

The anodizing process applied for aluminum alloys to show better corrosion resistance under adverse working conditions affects the mechanical properties of material. In this study, the effects of anodic coating on the fatigue strength of AA7050-T7451 alloy were experimentally investigated. Chromic acid anodized (CAA) and non-anodized (ASM) specimens with coating thicknesses varying between 2-5 μm were conducted to a series of axial fatigue tests at at a stress (R) ratio of -1 and a frequency of 90 Hz. S-N fatigue curves created with the test data and Weilbull equation showed that the fatigue performance of the anodic process was significantly affected. When ASM and CAA samples were compared, it was observed that the anodic film did not affect the fatigue strength in low cycles, but the fatigue performance of the AA7050-T7451 alloy gradually decreased between 103 – 104 cycles.

Keywords

• Aluminium
• anodizing
• fatigue performance
• chromic acid.

References

1. [1] Starke, E. A., & Staley, J. T., “Application of modern aluminum alloys to aircraft”, Progress in Aerospace Sciences, 32(2-3), 131-172, (1996).
2. [2] Aquino T. F., Riella H. G., & Bernardin A. M., “Mineralogical and Physical–Chemical Characterization Of A Bauxite Ore From Lages, Santa Catarina, Brazil, For Refractory Production”, Mineral Processing & Extractive Metall, 32: 137–149, (2011).
3. [3] Burhan, O., “Alüminyumun Gösteriliş Şekilleri ve Çeşitli Normlar. Demir Dışı Metallerin Kaynağı”, Oerlikon Yayını, 1-12, (1990).
4. [4] Groover, Mikell P., “Modern İmalatın Prensipleri”, (Çev. Prof. Dr. Mustafa Yurdakul ve Doç. Dr. Yusuf Tansel İç). Nobel Akademik Yayıncılık, (Eserin orijinali 2006’de yayımlandı). 98-683, Ankara, (2019).
5. [5] Demirel M. Y. ve Karaağaç İ., “7075-T6 alaşımının mikroyapı ve mekanik özelliklerine tavlama işleminin etkisinin deneysel olarak araştırılması”, Politeknik Dergisi, 23(2): 283-289, (2020).
6. [6] Güner A. T., “Yarı-Katı Halde Şekil Verilmiş Alüminyum Alaşımlarının Mekanik Özelliklerine Su Verme Sıcaklığının Etkisi”, Yüksek lisans tezi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 1-14, (2013).
7. [7] ASM International, “ASM Handbook Vol. 4: Heat Treating”, ASM International, USA, 1861-1960, (1991).
8. [8] ASM International, “ASM Handbook Vol. 9: Metallography and Microstructures”, ASM International, USA, 1688-1787, (2004).

9. [9] Kaufman, J. G., “Introduction to Aluminum Alloys and Tempers”, Materials Park, OH: ASM International, 1: 9-22, (2000).
10. [10] Totten, G.E., and MacKenzie, D.S., “Handbook of Aluminum: Alloy Production and Materials Manufacturing”, Marcel Dekker, 2: 421-463, (2003).
11. [11] Koch, G. H., Varney, J., Payer, J. H., Thompson, N. G., & Moghissi, O., “International measures of preventation, application, and economics of corrosion thecnologies study”, Houston, TX: NACE International, 1-11, (2016).
12. [12] Kaufman, J. G., “Corrosion of aluminum and aluminum alloys”., In S.D. Cramer and B.S. Covino, Jr. (Eds.), ASM Handbook Vol. 13B: Corrosion: Materials. Materials Park, OH: ASM International, 95- 124, (2005).
13. [13] Revie, R. W. and Uhlig, H. H., “Corrosıon And Corrosıon Control: An Introduction to Corrosion Science and Engineering (Fourth edition)”, Hoboken New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 173-190, (2008).
14. [14] Lee, E., Jeong, Y., & Kim, S., “S-N Fatigue Behavior of Anodized 7050-T7451 Produced in Different Electrolytes”, Metallurgical and Materials Transactions, 43A: 2002-2010, (2012).
15. [15] Shih, T.S., Lee, T.H., & Jhou, Y.-J., “The Effects of Anodization Treatment on the Microstructure and Fatigue Behavior of 7075-T73 Aluminum Alloy”, Materials Transactions, 55(8): 1280-1285, (2014).
16. [16] Cirik, E., & Genel, K., “Effect of anodic oxidation on fatigue performance of 7075-T6 alloy”, Surface, (2008).
17. [17] ASTM, "Standard Practice for Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials," vol. E 466, 07: 4-8, (2002).
18. [18] ASTM, "Standard Test Method for Measurement of Fatigue Crack Growth Rates," vol. E647, 11: 1-45, (2010).
19. [19] AGARD, “Helicopter Fatigue Design Guide”, North Atlantic Treaty Organization, 109-132, (1983).
20. [20] Weıbull W., “Fatigue Testing and Analysis of Results”, Pergamon Press, 174-183, (1961).