The Effect of Si Morphology on Machinability of Al-Si Alloys

Öz

Many of the cast parts require some sort of machining like milling, drilling to be used as a finished product. In order to improve the wear properties of Al alloys, Si is added. The solubility of Si in Al is quite low and it has a crystallite type structure. It behaves as particulate metal matrix composite which makes it an attractive element. Thus, the wear and machinability properties of these type of alloys depend on the morphology of Si in the matrix. In this work, Sr was added to alter the morphology of Si in Al-7Si and Al-12Si. Cylindrical shaped samples were cast and machinability characteristics of Sr addition was studied. The relationship between microstructure and machinability was evaluated.

Anahtar Kelimeler

• -

Al-Si Alaşımlarında Si Morfolojisinin İşlenebilirliğe Etkisi

Öz

Birçok döküm yöntemi ile üretilen parçalar kalıptan çıkartıldığı gibi kullanılırken bazılarında torna, freze, matkap vb. yöntemlerle son işleme tabi tutulurlar. Alüminyumun alaşımlandırılmasında özellikle aşınmaya karşı etkisinden dolayı Si ilavesi yapılır. Silisyum alüminyum içerisinde çok düşük bir çözünürlüğe sahiptir ve mikro yapıda kristalin olarak yer alır. Tıpkı seramik katkılı bir kompozit gibi davranış gösterir. Dolayısıyla Al-Si alaşımlarının aşınma ve işlenebilirlik karakteristiği direk olarak Si morfolojisine bağlıdır. Bu doğrultuda bu çalışmada, ticari olarak kullanılan Al-7Si ve Al-12Si alaşımına Sr modifikasyonu yapılarak Si morfolojisi değiştirilmiştir. Her iki alaşımda da Sr ilavesi öncesi ve sonrası olmak üzere silindirik numuneler dökülmüş ve bu numuneler işlenebilirlik testine tabi tutulmuştur. Mikroyapısal analizler ile işlenebilirlik arasındaki ilişki ortaya çıkartılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Al7Si, Al12Si, Sr modifikasyonu, İşlenebilirlik, Si morfolojisi

Kaynakça

1. Zedan Y, Samuel FH, Samuel AM, Doty HW. “Effects of Fe Intermetallics on the Machinability of Heat-Treated Al–(7–11)% Si Alloys”. Journal of Materials Processing Technology, 210(2), 245-257, 2010.
2. Mohamed AMA, Samuel AM, Samuel FH, Doty HW. “Influence of Additives on the Microstructure and Tensile Properties of Near-Eutectic Al–10.8%Si Cast Alloy”. Materials & Design, 30(10), 3943-3957, 2009.
3. Ye H. “An Overview of the Development of Al-Si-Alloy Based Material for Engine Applications”. Journal of Materials Engineering and Performance, 12(3), 288-297, 2003.
4. Kang HS, Yoon WY, Kim KH, Kim MH, Yoon YP, Cho IS. “Effective Parameter for the Selection of Modifying Agent for Al–Si Alloy”. Materials Science and Engineering: A, 449-451(1), 334-337, 2007.
5. Kumar G, Hegde S, Prabhu KN. “Heat Transfer and Solidification Behaviour of Modified A357 Alloy”. Journal of Materials Processing Technology, 182(1-3), 152-156, 2007.
6. Mi GF, Wang Y, Wen T. “Effect of La and La+Sr on Structure and Properties of ZL101A”. Advanced Materials Research, 97-101(1), 429-436, 2010.
7. Campbell J. Castings: The New Metallurgy of Cast Metals. 2nd ed. Oxford, U.K., Butterworth Heinemann, 2003.
8. Chang J, Moon I, Choi C. “Refinement of Cast Microstructure of Hypereutectic Al-Si Alloys through the Addition of Rare Earth Metals”. Journal of Materials Science, 33(20), 5015-5023, 1998.

9. Nogita K, McDonald SD, Dahle AK. “Eutectic Modification of Al-Si Alloys with Rare Earth Metals”. Materials Transactions, 45(2), 323-326, 2004.
10. Seker U, Kurt A, Ciftci I. “Design and Construction of a Dynamometer for Measurement of Cutting Forces during Machining With Linear Motion”. Materials & Design, 23(4), 355-360, 2002. B, [11] Aydın Özçatalbaş Y. “AA2014 Alaşımının İşlenebilirliğine 11. Uluslararası Metalurji ve Malzeme Kongresi, İstanbul, Türkiye, 05-09 Haziran 2002. Süresinin Etkisi”.
11. Trent EM. Metal Cutting. 4th ed. London, U.K., Tanner Ltd, 1998.
12. Özçatalbaş Y, Aydın B. “Mekanik Özellik ve Kesme Geometrisinin Özelliklerine Etkileri”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 21(1), 21-27, 2006.
13. Uludağ M, “Al-Si Alaşımlarında Si Morfolojisinin İşlenebilirliğe Etkisi”. 15th International Materials Symposium, Denizli, Turkey, 15-17 October 2014. [15] ETİ Alüminyum A.Ş. “ETİ Aluminyum”. www.etialuminyum.com (11.10.2014).