Examination with Experimental and Numerical Methods of Tensile Behavior of AA7075-T6 Alloy at Different Temperatures

Abstract

In this study, tensile behaviour of AA7075-T6 alloy at room temperature and at temperatures of 100 ⁰C, 150 ⁰C, 200⁰C, 250 ⁰C and 300 ⁰C was investigated experimentally, by using fragtographic results and numerically. The alteration of experimentally obtained values of yield (σa) and tensile (σç) stresses with strain parameter (ε) according to the temperature was investigated graphically and statistically. For the numerical analysis of the experimental data, Piecewise material model was used and stress distributions were examined by colour analysis method. For fragtographic analysis, SEM images of deformation zones were investigated and it was observed that the transgranular fracture was occurred at room temperature, 100 ⁰C and 150 ⁰C temperatures, and intergranular fracture was occurred at 200 ⁰C, 250 ⁰C and 300 ⁰C temperatures. When the experimental results are evaluated in general, the mechanical properties of the material are not changed up to 100 ⁰C. The material ductility increased, and the yield and tensile strengths decreased at a certain rate between 100 ⁰C and 250 ⁰C. When the temperature reaches 300 ⁰C, the flow and tensile strength decrease at a high rate.

Keywords

• AA7075-T6
• Tensile Test
• Fragtographic Analysis
• Numeric Analysis

AA7075-T6 Alaşımının Farklı Sıcaklıklardaki Çekme Davranışının Deneysel ve Nümerik Yöntemler ile İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, AA7075-T6 alaşımının oda sıcaklığındaki ve 100 ^oC, 150 ^oC, 200 ^oC, 250 ^oC ve 300 ^oC sıcaklıklardaki çekme davranışı deneysel, fragtografik ve nümerik olarak incelenmiştir. Deneysel olarak elde edilen akma (σ_a) ve çekme (σ_ç) mukavemeti ile birim şekil değiştirme değerlerinin (ε) sıcaklık değişimine bağlı değişimi grafiksel ve istatistiksel olarak incelenmiştir. Deneysel verilerin nümerik analizi için Piecewise malzeme modeli kullanılmış ve renk analizi yöntemi ile gerilme dağılımları incelenmiştir. Fragtografik analiz için deformasyon bölgelerinin SEM görüntüleri incelenmiş,  oda sıcaklığı, 100 ^oC, 150 ^oC sıcaklıklarda tane içi kırılma, 200 ^oC, 250 ^oC ve 300 ^oC sıcaklıklarda tane sınırlarında kırılma meydana geldiği görülmüştür.  Deneysel veriler genel olarak değerlendirildiğinde; 100 ^oC sıcaklığa kadar malzemenin mekanik özeliklerinde değişiklik görülmemiş, 100 ^oC – 250 ^oC aralığında malzemenin sünekliği artmış, akma ve çekme mukavemetleri belirli bir oranda azalmış,  sıcaklık 300 ^oC’ye ulaştığında ise akma ve çekme mukavemetinde yüksek oranda azalma meydana gelmiştir. 

Keywords

• AA7075-T6
• Çekme deneyi
• Fragtografik Analiz
• Nümerik Analiz

References

1. [1] S.Toros, F. Ozturk, I. Kacar, “Review of Warm Forming of Aluminum–Magnesium Alloys”,Journal of materials processing technology, c.207 s. 1-3, ss. 1-12, 2008.
2. [2] W. S. Lee, W. C. Sue, C. F. Lin, C. J. Wu, “The Strain Rate and Temperature Dependence of the Dynamic Impact Properties of 7075 Aluminum Alloy,” Journal of Materials Processing Technology, c.100, s.1-3, ss. 116-122, 2000.
3. [3] M. R. Rokni, A. Zarei-Hanzaki, A. A. Roostaei, H. R. Abedi, “An Investigation Into The Hot Deformation Characteristics of 7075 Aluminum Alloy,” Materials & Design, c.32, s.4, ss. 2339-2344, 2011.
4. [4] T. Dokšanović, I. Džeba, D. Markulak, “Variability of Structural Aluminium Alloys Mechanical Properties,” Structural Safety, c.67, ss. 11-26, 2017.
5. [5] R. Bobbili, V. Madhu, A. K. Gogia, “Tensile Behaviour of Aluminium 7017 Alloy at Various Temperatures and Strain Rates,” Journal of Materials Research and Technology, c. 5, s.2, ss. 190-197, 2016.
6. [6] K. Chen, H. Liu, Z. Zhang, S. Li, R. I. Todd, “The Improvement of Constituent Dissolution and Mechanical Properties of 7055 Aluminum Alloy by Stepped Heat Treatments,” Journal of Materials Processing Technology, c.142, s.1, ss. 190-196, 2003.
7. [7] D. Li, A. Ghosh, “Tensile Deformation Behavior of Aluminum Alloys at Warm Forming Temperatures” Materials Science and Engineering: A, c.352, s.1-2, ss. 279-286, 2003.
8. [8] H. E. Hu, L. Zhen, L. Yang, W. Z. Shao, B. Y. Zhang, “Deformation Behavior and Microstructure Evolution of 7050 Aluminum Alloy During High Temperature Deformation,” Materials Science and Engineering: A, c.488, s.1-2, ss. 64-71, 2008.

9. [9] M. H. Cetin, A. Ugur, O. Yigit, H. Gokkaya, E. Arcaklioglu, “Development of Forming Temperature Curves for Warm Deep Drawing Process Under Non-Isothermal Conditions,” Arabian Journal for Science and Engineering, c.4, s.9, ss. 2763-2784, 2015.
10. [10] W. D. Callister, D. G. Rethwisch, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, 8. baskı, İstanbul, Türkiye: Nobel Akademik Yayıncılık, 2011, böl. 8, ss. 240-241.