Eş Kanallı Açısal Presleme ve Toz Metalurjisi Yöntemiyle İşlenmiş Elementel Tozlardan Yaşlandırılabilir Al-%4Cu Alaşımların Üretimi Üzerine Bir Çalışma

Abstract

Günümüzde aşırı plastik deformasyon sağlayan proseslerin önemi gittikçe artmaktadır. Özellikle eş kanallı açısal presleme (EKAP) yöntemiyle metaller ve alaşımlarının mekanik özelliklerinin artırılmasının yanında kesme düzlemleriyle nano boyutlara indirgenen tane yapısının malzemelerin kimyasal özelliklerini de önemli ölçüde geliştirildiği bilinmektedir. Bu araştırma çalışmasında kütlece %4Cu olacak şekilde Al ve Cu tozları ön karıştırma ile harmanlanmıştır. Sonrasında bu karışım tozlarla iki farklı alaşım üretimi yapılmıştır. İlki EKAP kalıbında farklı sıcaklık ve pas sayıları (EKAP kalıbından tek bir geçiş) ile presleme diğer ise toz metalürjisi ile üretimdir. Üç farklı bileşen ile üretilen EKAP malzemeleri ve KTM (klasik toz metalürjisi) yöntemi ile üretilmiş malzemeler, 2 saat 600oC’de sinterlenip, 4 saat çözündürülmüş ve oda sıcaklığına su verilmiştir. Herbiri belirli zaman aralıklarında 190oC’de toplamda 20 saat yaşlandırılmıştır. Çözündürme işlemleri sonrası tüm malzemelerde %90’dan fazla yoğunlaşma oranı elde edilmiştir ve EKAPlı yoğunlaşma oranları daha yüksektir. Bu malzemelerin mikro sertliği klasik toz metalürjisi ile üretilenlerin mikro sertlikleri arasında ciddi farklar gözlenmezken, EKAP’ın aşırı plastik deformasyon ile dislokasyon yoğunluğunu artırması, toz alaşımlandırma ile üretilen bu malzemelerin mikro sertliğine olumlu etki yapmıştır. Mikroyapı analizlerinde EKAP ile üretilen malzemelerde intermetalik Al/Cu bileşeni gözlenmiştir. Yaşlandırma işlemi sonunda tüm malzemelerin yaşlanma eğrisi elde edilmiş, pik sertlikleri ölçülmüştür. Malzemeler 10 ve 15 saatler arasında yaşlanmışlardır ve en yüksek sertlik 101,3 Hv ile EKAP ile üretime aittir.

Keywords

• Al alaşımı, yaşlandırma, aşırı plastik deformasyon, EKAP

Abstract

Recently, severe plastic deformation (SPD) applications are getting more and more important. Especially by equal channel angular pressing (ECAP), the mechanical properties of alloys are increased. In addition that by shear planes which are activated with ECAP, the grain refinement in nano scales is obtained and it also affects and enhances even chemical properties of the materials. In this research study Al-4%(wt.)Cu powders were prepeared by pre-mixing. These pre-mixed powders were used to produce ingot materials by two different methods: ECAP and classical powder metallurgy method. Materials were sintered at 600oC for 2 hours and solution treated for 4 hours at 550oC then quenched to room temperature. Then materials were aged between particular time periods for 20 hours at 190oC. After solution treatment ECAPed samples had higher densification rate than the others. The micro-hardness measurements of all samples did not contain any difference untill ageing treatment. The dislocation density produced by SPD of the ECAPed samples, affected positively to micro-hardness. In micro-structure analysis Al/Cu intermetallic components are seen at ECAPed samples. Ageing plot was obtained for all samples and they were aged between 10-15 hours. The highest micro-hardness according to ageing times were 101,3 Hv which belongs to ECAPed sample

Keywords

• Al alloy, ageing, severe plastic deformation, ECAP