Sıcak Presleme Yöntemi ile AZ91 Magnezyum Alaşımının Üretimi

Yıl 2020, Cilt: 9 Sayı: 1, 277 - 287, 13.03.2020

Tarık Aydoğmuş Fevzi Kelen Erhan Aydemir

https://doi.org/10.17798/bitlisfen.555946

Cited By: 3

Öz

En
çok kullanılan ticari magnezyum (Mg) alaşımı olan AZ91’in %90’ı basınçlı döküm
yöntemiyle üretilmektedir. Basınçlı dökümün birçok avantajı olmasına rağmen,
işlem sırasında oluşan gaz boşlukları nedeniyle bu yöntemle üretilen AZ91
alaşımlarına ısıl işlem uygulanamamakta ve kaynak sırasında çeşitli
problemlerle karşılaşılmaktadır. Bu çalışmada, mikroyapısında üretim sonrasında
herhangi bir şekilde hapsolmuş gaz ve boşluk içermeyen AZ91 alaşımlarının
üretilmesi hedeflenmiştir. Ön alaşımlı AZ91D tozları 420, 450 ve 500 °C sıcaklıklarında 1 saat süreyle sıcak
preslenerek numuneler üretilmiştir. Presleme basıncı 50 MPa olarak sabit
tutulmuştur. Üretilen numuneler tel erezyon ile 5x5x10 (mm) boyutlarında
kesildikten sonra Arşimet metodu ile yoğunlukları ölçülmüş, X-Işını
Difraktometresi (XRD) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile mikroyapıları
incelenmiştir. 450 ve 500 °C’de yapılan sıcak presleme
işlemi sırasında AZ91 alaşımında kısmi erime meydana geldiği gözlenmiş ve bunun
nedeninin Mg-Al ikili faz diyagramındaki 437 °C’de yer alan ötektik faz
dönüşümünün gerçekleşmesi olduğu ortaya konulmuştur. 420 °C’de 1 saat
süre ile yapılan sıcak presleme sonrasında AZ91 alaşımının tam yoğunluğa
ulaştığı tespit edilmiştir. XRD ve SEM analizleri sonucunda mikroyapının α
(Mg’ca zengin) ve β (Mg₁₇Al₁₂) fazlarından oluştuğu
belirlenmiştir. Üretilen alaşımların mekanik özellikleri oda sıcaklığı, 100,
150 ve 200 °C’de yapılan basma testleri ile belirlenmiştir. Sıcak presleme
yöntemiyle üretilen AZ91 alaşımının mekanik özelliklerinin döküm yöntemleriyle
üretilenlerden daha iyi olduğu görülmüş, akma dayanımı, basma dayanımı ve
süneklik için sırasıyla 183 MPa, 241 MPa ve %10.1 değerleri elde edilmiştir.
Beklendiği üzere, test sıcaklığı arttıkça akma ve basma mukavemetlerinde
azalma, süneklikte ise artış görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Magnezyum, AZ91 Alaşımı, Mekanik Özellikler, Mikroyapı, Toz Metalurjisi

Kaynakça

• Friedrich H., Schumann S. 2001. Research for a “New Age of Magnesium” in the Automotive Industry, Journal of Materials Processing Technology, 117 (3): 276-281.
• Mordike B.L., Ebert T. 2001. Magnesium: Properties-Applications-Potential, Materials Science and Engineering A, 302 (1): 37-45.
• Froes F.H., Eliezer D., Aghion E. 2006. Magnesium Aerospace, in Magnesium Technology, Edited by Friedrich HE, Mordike BL, Springer-Verlag Berlin, Germany, 603-620.
• Eliezer D., Aghion E., Froes F.S. 1998. Magnesium Science, Technology and Applications, Advanced Performance Materials, 5 (3): 201-212.
• Joost W.J., Krajewski P.E. 2017. Towards Magnesium Alloys for High-Volume Automotive Applications, Scripta Materialia, 128 (1): 107- 112.
• Bamberger M., Dehm G. 2008. Trends in the Development of New Mg Alloys, Annual Review of Materials Research, 38 (1): 505-533.
• Luo A., Pekguleryuz M.O. 1994. Cast Magnesium Alloys for Elevated Temperature Applications, Journal of Materials Science, 29 (20): 5259-5271.
• Mordike B.L., Lukac P. 2006. Physical Metallurgy, in Magnesium Technology, Edited by Friedrich HE, Mordike BL, Springer-Verlag Berlin, Germany, 63-107.
• Westengen H., Aune T.K. 2006. Magnesium Casting Alloys, in Magnesium Technology, Edited by Friedrich HE, Mordike BL, Springer-Verlag Berlin, Germany, 145-204.
• Zhang Z., Yu H., Chen G., Yu H., Xu C. 2011. Correlation between Microstructure and Tensile Properties in Powder Metallurgy AZ91 Alloys, Materials Letters, 65 (17-18): 2686-2689.
• Li Y., Chen Y., Cui H., Xiong B., Zhang J. 2009. Microstructure and Mechanical Properties of Spray-Formed AZ91 Magnesium Alloy, Materials Characterization, 60 (3): 240-245.
• Mondet M., Barraud E., Lemonnier S., Guyon J., Allain N., Grosdidier T. 2016. Microstructure and Mechanical Properties of AZ91 Magnesium Alloy Developed by Spark Plasma Sintering, Acta Materialia, 119 (1): 55-67.
• Straffelini G., Nogueira A.P., Muterlle P., Menapace C. 2011. Spark Plasma Sintering and Hot Compression Behaviour of AZ91 Mg Alloy, 27 (10): 1582-1587.
• Yuan Q., Zeng X., Liu Y., Luo L., Wu J., Wang Y., Zhou G. 2016. Microstructure and Mechanical Properties of AZ91 Alloy Reinforced by Carbon Nanotubes Coated with MgO, Carbon 96 (1): 843-855.
• Yuan Q., Zhou G., Liao L., Liu Y., Luo L. 2018. Interfacial Structure in AZ91 Alloy Composites Reinforced by Graphene Nanosheets, Carbon 127 (1): 177-186.
• Watanabe H., Sugioka M., Fukusumi M., Ishikawa K., Suzuki M., Shimizu T. 2006. Mechanical and Damping Properties of Fullerene-Dispersed AZ91 Magnesium Alloy Composites Processed by a Powder Metallurgy Route, Materials Transactions, 47 (4): 999-1007.
• Olszowka-Myalska A., Myalski J., Botor-Probierz A. 2010. Microstructural Characteristics of an AZ91 Matrix-Glassy Carbon Particle Composite, Advanced Engineering Materials, 12 (7): 609-616.
• Kelen F., Gavgali M., Aydogmus T. 2018. Microstructure and Mechanical Properties of a Novel TiNi Particulate Reinforced AZ91 Metal Matrix Composite, Materials Letters, 233 (1): 12-15.
• Taleghani M.A.J. 2014. Processing and Properties of High Performance 7075 Al and AZ91 Mg Powder Metallurgy Alloys, Universidad Carlos III de Madrid, The IMDEA Materials Institute, Doctoral Thesis, 11-12s, Madrid.
• Murray J.L. 1988. Phase Diagrams of Binary Magnesium Alloys, ASM International, 17s. Ohio.