Al-Si alaşımları, dökülebilirlik, düşük yoğunluk, yüksek tokluk ve korozyon dayanımı özellikleri ile demir-dışı döküm sektörünün önemli bir parçasıdır. Al-Si döküm alaşımlarında yüksek tokluk seviyesini arttırmak amacıyla, Hall-Petch prensibine dayanarak taneler arası yüzey sınır alanını genişletme prensibine tane inceltme adı verilmektedir. Katılaşmayı tetikleyici uygun yüzeyler oluşturan kararlı veya yarı kararlı bileşikleri belirlenen kompozisyonlarda barındıran; çubuk, toz ve külçe halinde hazırlanan master alaşımlar ile tane inceltmenin döküm parça üzerinde sağlanması amaçlanır. Master alaşımla Al matris içerisine alınan katılaşmayı tetikleyici partiküllerin metal tretmanı sırasındaki fiziksel dağılım yoğunluğu, bileşiğin morfolojisi ve partikül boyutları, katılaşma dinamiğini etkileyen unsurlardandır. Literatürdeki çalışmalara göre, master alaşımlardan gelen bileşik dağılımını homojen hale getirmesi ve partikülleri matris içerisinde kırması sebebiyle ultrasonik karıştırma yöntemi, mekanik karıştırma yönteminden daha efektif görülmektedir. Bu çalışmada, Al7Si0.3Mg (A356) alaşımında yeni nesil tane inceltici olarak kullanılan Al-Nb-B master alaşım eklentisinin dışarıda (ex-situ,Al-xNb-yB) ve içeride (in-situ, Al-10Nb+Al4B) oluşturulmasının mekanik ve mekanik+ultrasonik karıştırma ile gösterdiği etkileşim çekme testi sonuçları ve makroyapı görselleri ile incelenmiştir. 2+2 adet 4kg’lık potada hazırlanan sıvı komposizyonu sabit bir %ağ oranında in-sitü ve ex-sitü master alaşım içerecek şekilde hazırlanmıştır. Ar gazı ile gaz giderme işlemi sonrasında, ultrasonik in-sitü ve ex-sitü kompozisyonlar için birer adet potada Ti-6Al-4V sonotrode başlık ile ultrasonik karıştırma işlemi yapılmıştır (2.00kW, 20kHz, 120 saniye uygulama). Dökümlerdeki değişkenliğin minimize edilebilmesini sağlamak adına, kalıp ve sıvı metal sıcaklığı K tipi termokupl ile her döküm öncesi kontrol edilmiş olup sabit tutulmuştur. Minitab 20 yazılımı üzerinde yapılan analizler ile istatistiksel farklar ortaya koyulmuştur. Yapılan analizler sonrasında, ultrasonik karıştırmanın in-sitü kompozisyondaki akma dayanımını 3 MPa; ex-situ alaşımın akma dayanımını 4,51 MPa arttırdığı istatistiksel olarak gözlemlenmiştir. Kopma dayanımı ve uzama verilerinde anlamlı bir fark gözlemlenmemiştir.
Anahtar Kelimeler: A356 Alaşımı, Ultrasonik karıştırma, Master Alaşım, Tane İnceltme
|
