Experimental Investigation of Effects of Annealing Process on Formability and Microstructure of Al 2024-T3 Sheet Metal Material

Abstract

Tavlama İşleminin Al 2024-T3 Sac Malzemesinin Şekillendirilebilirliğine ve Mikroyapıya Etkilerinin Deneysel Araştırılması

Öz

Bu çalışmada, farklı tavlama parametrelerinde gerçekleştirilen tavlama işleminin Al20204-T3 sac malzemesinin bükme ile şekillendirilebilirlik ve mikroyapısında meydana getirdiği değişimler araştırılmıştır. Al2024-T3 sac malzemesine uygulanan tavlama işlemleri; Oda sıcaklığı – 100 °C – 200 °C – 300 °C – 400 °C tavlama sıcaklıklarında ve 6 dk – 30 dk – 60 dk tavlama sürelerinde gerçekleştirilmiştir. Şekillendirme işlemleri, 15° - 30° - 45° - 60° - 75°’lik farklı açılara sahip V bükme kalıplarında yapılmıştır. 15° açılı V bükme kalıbında bükülen tüm numunelerin tüm parametrelerde başarılı bir şekilde şekillendirilebildiği gözlemlenmiştir. Ayrıca, 60° ve 75° açılı V bükme kalıplarında ise sadece 400 °C – 30 dk ve 400 °C – 60 dk tavlama parametrelerinde ısıl işlem uygulanmış deney numunelerinin başarılı olarak şekillendirilebildiği tespit edilmiştir. Tavlama işlemi sonucunda malzemenin mikroyapısında çökelti oluşumları gözlemlenmiştir. 

Anahtar Kelimeler

• Al2024-T3,Tavlama,Şekillendirilebilirlik,Mekanik Özellikler,Mikro yapı

Kaynakça

1. J. Zheng, K., Politis, D. J., Wang, L., & Lin, J. (2018). A review on forming techniques for manufacturing lightweight complex—shaped aluminium panel components. International Journal of Lightweight Materials and Manufacture, 1(2), 55-80.
2. Vallellano, C., Morales, D., & Garcia-Lomas, F. J. (2008). A study to predict failure in biaxially stretched sheets of aluminum alloy 2024-T3. Materials and Manufacturing Processes, 23(3), 303-310.
3. Wang, L., Strangwood, M., Balint, D., Lin, J., & Dean, T. A. (2011). Formability and failure mechanisms of AA2024 under hot forming conditions. Materials Science and Engineering: A, 528(6), 2648-2656.
4. Şimşek, T., & Akkurt, A. (2019). Lazer ile AA7075 Aluminyum Alaşımının Yüzeyinin Kaplanması ve İşlenebilirlik Özelliklerinin Araştırılması. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 7(2), 263-278.
5. Handbook, A. S. M. (1991). Heat treating. ASM international, 4.
6. Al-Saadi, H. I. A., & Tunay, R. F. (2017). Suni Yaşlandirma İşleminin Alüminyum Alaşiminin Sertliği Üzerine Etkisi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 5(3), 525-532.
7. Moy, C. K. S., Weiss, M., Xia, J., Sha, G., Ringer, S. P. (2012). Influence of heat treatment on the microstructure, texture and formability of 2024 aluminium alloy. Materials Science and Engineering A 552, pp.48–60.
8. Ortiz, D., Abdelshehid, M., Dalton, R., Soltero, J., Clark, R., Hahn, M., ... & Stoyanov, P. (2007). Effect of cold work on the tensile properties of 6061, 2024, and 7075 Al alloys. Journal of Materials Engineering and Performance, 16(5), 515-520.

9. Irfan Mahmood Khan M. I., Umair Ismail, D. Noman, M. Zeeshan Siddiqui and M. Shahzad (2017). Effect of Process Parameters on Formability of Aluminum 2024. Journal of Space Technology, Vol 7, No 1.
10. Reis, D. A., Couto, A. A., Domingues Jr, N. I., Hirschmann, A. C., Zepka, S., & de Moura Neto, C. (2012). Effect of artificial aging on the mechanical properties of an aerospace aluminum alloy 2024. In Defect and Diffusion Forum (Vol. 326, pp. 193-198). Trans Tech Publications.
11. Fujda, M., Mišičko, R., Rusňáková, L., & Sojko, M. (2017). Effect of solution annealing temperature on structure and mechanical properties of EN AW 2024 aluminium alloy. Journal of Metals, Materials and Minerals, 17(1).
12. Mohammadi, A., Vanhove, H., Van Bael, A., & Duflou, J. R. (2012). Bending properties of locally laser heat treated AA2024-T3 aluminium alloy. Physics Procedia, 39, 257-264.
13. Merklein, M., Böhm, W., & Lechner, M. (2012). Tailoring material properties of aluminum by local laser heat treatment. Physics Procedia, 39, 232-239.
14. Chen, G., Chen, M., Wang, N., & Sun, J. (2016). Hot forming process with synchronous cooling for AA2024 aluminum alloy and its application. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 86(1-4), 133-139.
15. Maeno, T., Mori, K. I., & Yachi, R. (2017). Hot stamping of high-strength aluminium alloy aircraft parts using quick heating. CIRP Annals, 66(1), 269-272.
16. Fan, X., He, Z., Zheng, K., & Yuan, S. (2015). Strengthening behavior of Al–Cu–Mg alloy sheet in hot forming–quenching integrated process with cold–hot dies. Materials & Design, 83, 557-565.
17. LeMaster, R., Boggs, B., Bunn, J., Hubbard, C., & Watkins, T. (2007). Grinding induced changes in residual stresses of carburized gears. Lateral, 4(3), 42-47.
18. Demirel, M. Y., & Karaağaç, İ. (2019) 7075-T6 Alaşımının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Tavlama İşleminin Etkisinin Deneysel Olarak Araştırılması. Politeknik Dergisi.
19. Dilmeç, M., Tınkır, M., & Arıkan, H. (2015). Al 2024 Alaşımının Çökelme Sertleşmesi İşlemi Koşullarının Şekillendirilebilirliğe Etkisinin İncelenmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 30(1), 231-248.
20. Shan, D., & Zhen, L. (2012). Aging behavior and microstructure evolution in the processing of aluminum alloys. In Microstructure Evolution in Metal Forming Processes (pp. 267-297). Woodhead Publishing.