T/M yöntemi ile üretilen Al-15Zn alaşımının sinterleme sonrası ısıl işlem süreçlerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, hafif metaller grubunun bir üyesi olan Al-Zn alaşımı toz metalürjisi yöntemi ile üretilmiş olup, sinterleme uygulaması sonrasında çözeltiye alma ve yaşlandırma ısıl işlemleri tatbik edilerek mikro yapı ve mekanik özelliklerindeki değişimler incelenmiştir. Çalışmada %99 saflıkta 44 µm boyutundaki Al tozları ile ağırlıkça %15 oranında aynı özelliklere sahip Zn tozları mekanik olarak karıştırılmıştır. Bu işlem sonrasında elde edilen homojen dağılımlı toz karışımı sıkıştırılarak ham şekillendirilmiş numune haline getirilmiştir. Elde edilen numunelerin boyutsal değişiminin kontrol altına alınabilmesi için, sinterleme işlemi kalıp içerisinde yapılmıştır. Sinterleme kalıbına yerleştirilen ham numuneler 600 oC sıcaklıkta 45 dakika sinterlenmiş ve sonrasında kalıp içerisinde sıkıştırılarak havada soğutulmuştur. Üretim süreci tamamlandıktan sonra çözeltiye alma, su verme ve yaşlandırma işlemi olarak üç ana başlık altında gerçekleştirilen ısıl işlem sürecine geçilmiştir. Çözeltiye alma işlemi için, üretilen numuneler ayrı ayrı 470, 480 ve 490 oC sıcaklıklarda 90 dk. tavlama fırınında tutulmuştur. Bu işlem sonrasında fırından çıkartılan numuneler hiç bekletilmeden oda sıcaklığındaki suya daldırılarak su verme işlemi gerçekleştirilmiştir. Ani soğutma işlemine maruz kalan numuneler 100 oC sıcaklıkta 2880 dk. bekletilerek ısıl işlemin son aşaması olan suni yaşlandırma süreci tamamlanmıştır. Yapılan ısıl işlemler sonunda numunelerin tane boyutu mikro sertlik ve aşınma özelliklerindeki değişimler incelenmiştir. İncelemelerde 480 oC sıcaklıkta çözeltiye alınan numunenin yaşlanma süreci sonrası sertlik ve aşınma dayanımının diğer numunelere göre yüksek, tane boyutunun ise düşük olduğu belirlenmiştir.

In this study, Al-Zn alloy was produced by powder metallurgy method, and the changes in microstructure and mechanical properties were investigated by applying solution and aging heat treatments after sintering. Al powders of 44 µm size with 99% purity and wt.15% Zn powders with the same properties were mixed mechanically. A green compact was formed by compacting the homogeneous powder mixture. In order to control the dimensional change of the samples, the sintering process was carried out in the die. The samples were taken into the sintering die and sintered at 600 oC for 45 mins, and after the sintering process, they were compressed in the die and cooled in air. The heat treatment process, which was carried out under three main headings as solution, quenching and aging, was started. For solution treatment, the produced samples were kept separately in the annealing furnace at 470, 480 and 490 oC temperatures for 90 mins.The samples taken out of the furnace were immersed in room temperature water without waiting. The artificial aging process was completed by keeping the samples exposed to the sudden cooling process at 100 oC for 2880 minutes. The changes in the grain size, microhardness and wear properties of the samples after the processes were examined, compared with each other.In the examinations, it was determined that the hardness and abrasion resistance of the sample, which was taken into the solution at 480 oC, after the aging process was higher than the other samples, and the grain size was lower.