Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Yıl: 2022 Cilt: 37 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 75 - 88 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.855196 İndeks Tarihi: 29-07-2022
Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Öz: Al-5Cu, 2xxx serisi Al-esaslı alaşım grubundan olup hafif ağırlığın gerektirdiği otomotiv ve havacılık endüstrisinde geniş bir kullanım alanına sahiptir. Al-5Cu alaşımlarının en belirgin özellikleri, düşük yoğunluk, yüksek erime sıcaklığı, iyi termal iletkenlik, yüksek dayanım ve tokluktur. Bu araştırmada, Al-5Cu alaşımının mekanik özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu sebeple, ağ.% 0.5 ve 1.0 oranında Skandiyum (Sc) katkılı Al-5Cu alaşımı indüksiyonla ergitme yöntemi ile üretilmiştir. X-ışınımı kırınımı (XRD) analizlerinden, Al-5Cu alaşımında Al ve Al2Cu fazları gözlenirken, Sc katkılı alaşımlarda bu fazların yanında Cu2Sc fazı tespit edilmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizlerinden, Sc katkısının, külçe alaşımların mikro yapısını büyük oranda incelttiği görülmüş ve ayrıca, Sc katkılı alaşımlarda yarı-kararlı iğnemsi θ'-Al2Cu fazlarına rastlanılmıştır. Ayrıca alaşımlarda gözlenen mekanik özelliklerindeki iyileşme, tane boyutu sertleşmesi ve çökelti sertleşmesi mekanizmaları ile açıklanmıştır. Nano çentme testi sonuçlarından, Sc elementinin Al-5Cu alaşımını mekanik özellikleri bakımından büyük oranda geliştirdiği anlaşılmıştır.
Anahtar Kelime: Investigation of microstructures and mechanical properties of Sc doped Al-5Cu alloys
Öz: Al-5Cu belongs to the group of 2xxx series Al-based alloys and has a wide range of uses in the automotive and aerospace industries due to its light weight. The most prominent properties of Al-5Cu alloys are low density, high melting temperature, good thermal conductivity, high strength and toughness. We aimed to improve the mechanical properties of the Al-5Cu alloy. For this reason, the wt. 0.5 and 1.0% ratio Scandium (Sc) doped Al-5Cu alloy was produced by induction melting method. From the X-ray diffraction (XRD) analysis, while Al and Al2Cu phases were observed in Al-5Cu alloy, Cu2Sc phase was determined in addition to these phases in Sc doped alloys. Scanning electron microscopy (SEM) analysis showed that Sc doping greatly thinned the microstructure of ingot alloys, and also semi-stable acicular θ'-Al2Cu phases were found in Sc doped alloys. In addition, the improvement in mechanical properties observed in alloys was explained by the grain size hardening and precipitation hardening mechanisms. From the nanoindentation test results, it was understood that Sc element greatly improved the Al-5Cu alloy in terms of its mechanical properties.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. Bakavos D., Prangnell P.B., Bes B., Eber F., The effect of silver on microstructural evolution in two 2xxx series Al-alloys with a high Cu: Mg ratio during ageing to a T8 temper, Materials Science and Engineering: A, 491 (1- 2), 214-23, 2008.
- 2. Uno H.B. Sofyan H. Candiasa I.M., Pengembangan instrumen untuk penelitian, Jakarta: Delima Press, Indonesia, 2001.
- 3. Davis J.R., Aluminum and aluminum alloys, ASM international, A.B.D., 1993.
- 4. Hekimoğlu A.P., Hacıosmanoğlu M., Baki M., Effect of zinc contents on the structural, mechanical and tribological properties of EN AC-48100 (Al-17Si-4CuMg) alloy, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35, (4), 1799-1814, 2020.
- 5. Alemdağ Y., Karabıyık S., Pürçek G., Effect of multidirectional hot forging on mechanical and tribological properties of Al-7Si-4Zn-3Cu alloy, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 36, (1), 255-265, 2021.
- 6. Hekimoğlu A.P., Çalış M., Effect of grain refinement with titanium on the microstructure, mechanical and corrosion properties of Al-25Zn alloy, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35, (1), 311-322, 2020.
- 7. Murty B., Kori S., Chakraborty M., Grain refinement of aluminium and its alloys by heterogeneous nucleation and alloying, International Materials Reviews, 47, (1), 3-29, 2002.
- 8. Drits M., Budberg P., Burkhanov G., Drits A. Panovko V., Properties of Elements: Handbook, Metallurgiya, Moscow, Rusya, 1985.
- 9. Torma T., Kovács-Csetényi E., Turmezey T., Ungár T., Kovács I., Hardening mechanisms in Al-Sc alloys, Journal of materials science, 24, (11), 3924-7, 1989.
- 10. Chen B., Pan L., Wang R., Liu G., Cheng P., Xiao L., Sun J., Effect of solution treatment on precipitation behaviors and age hardening response of Al–Cu alloys with Sc addition, Materials Science and Engineering: A, 530, 607-17, 2011.
- 11. Rietveld H., HM Rietveld, Acta Crystallogr. 22, 151, 1967.
- 12. Pharr G., Oliver W., Brotzen F., On the generality of the relationship among contact stiffness, contact area, and elastic modulus during indentation, Journal of materials research, 7 (3), 613-7, 1992.
- 13. Sanyal S., Kanodia S., Saha R., Bandyopadhyay T.K., Mandal S., Influence of hard plate hot forging temperature on the microstructure, texture and mechanical properties in a lean Mg–Zn–Al alloy, Journal of Alloys and Compounds, 800, 343-354, 2019.
- 14. Binesh B., Aghaie-Khafri M., Microstructure and texture characterization of 7075 Al alloy during the SIMA process, Materials Characterization, 106, 390- 403, 2015.
- 15. Venkateswarlu K., Pathak L., Ray A.K., Das G., Verma P., Kumar M., Ghosh R., Microstructure, tensile strength and wear behaviour of Al–Sc alloy, Materials Science and Engineering: A, 383 (2), 374-80, 2004.
- 16. Costa S., Puga H., Barbosa J., Pinto A., The effect of Sc additions on the microstructure and age hardening behaviour of as cast Al–Sc alloys, Materials & Design, 42, 347-52, 2012.
- 17. Li Y., Liu Z., Xia Q., Liu Y., Grain refinement of the Al-Cu-Mg-Ag alloy with Er and Sc additions, Metallurgical and Materials Transactions A, 38 (11), 2853-8, 2007.
- 18. Timelli G., Camicia G., Ferraro S., Effect of grain refinement and cooling rate on the microstructure and mechanical properties of secondary Al-Si-Cu alloys, Journal of materials engineering and performance, 23 (2), 611-21, 2014.
- 19. Fischer-Cripps A., Bell T., Riester L., Analysis of depthsensing indentation tests with a Knoop indenter, Journal of Materials Research, 16 (6), 1660-7, 2001.
- 20. Mahmudi R., Yield point phenomenon in ultrafinegrained aluminium sheets, Materials Letters, 19 (5-6), 243-6, 1994.
- 21. Dorin T., Ramajayam M., Lamb J., Langan T., Effect of Sc and Zr additions on the microstructure/strength of AlCu binary alloys, Materials Science and Engineering: A, 707, 58-64, 2017.
| APA | TEMIZ C, Yilmaz F, KÖLEMEN U (2022). Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi. , 75 - 88. 10.17341/gazimmfd.855196 |
| Chicago | TEMIZ CENGIZ,Yilmaz Fikret,KÖLEMEN UĞUR Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi. (2022): 75 - 88. 10.17341/gazimmfd.855196 |
| MLA | TEMIZ CENGIZ,Yilmaz Fikret,KÖLEMEN UĞUR Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi. , 2022, ss.75 - 88. 10.17341/gazimmfd.855196 |
| AMA | TEMIZ C,Yilmaz F,KÖLEMEN U Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi. . 2022; 75 - 88. 10.17341/gazimmfd.855196 |
| Vancouver | TEMIZ C,Yilmaz F,KÖLEMEN U Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi. . 2022; 75 - 88. 10.17341/gazimmfd.855196 |
| IEEE | TEMIZ C,Yilmaz F,KÖLEMEN U "Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi." , ss.75 - 88, 2022. 10.17341/gazimmfd.855196 |
| ISNAD | TEMIZ, CENGIZ vd. "Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi". (2022), 75-88. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.855196 |
| APA | TEMIZ C, Yilmaz F, KÖLEMEN U (2022). Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37(1), 75 - 88. 10.17341/gazimmfd.855196 |
| Chicago | TEMIZ CENGIZ,Yilmaz Fikret,KÖLEMEN UĞUR Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37, no.1 (2022): 75 - 88. 10.17341/gazimmfd.855196 |
| MLA | TEMIZ CENGIZ,Yilmaz Fikret,KÖLEMEN UĞUR Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.37, no.1, 2022, ss.75 - 88. 10.17341/gazimmfd.855196 |
| AMA | TEMIZ C,Yilmaz F,KÖLEMEN U Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2022; 37(1): 75 - 88. 10.17341/gazimmfd.855196 |
| Vancouver | TEMIZ C,Yilmaz F,KÖLEMEN U Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2022; 37(1): 75 - 88. 10.17341/gazimmfd.855196 |
| IEEE | TEMIZ C,Yilmaz F,KÖLEMEN U "Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37, ss.75 - 88, 2022. 10.17341/gazimmfd.855196 |
| ISNAD | TEMIZ, CENGIZ vd. "Sc katkılı Al-5Cu alaşımlarının mikro yapılarının ve mekanik özelliklerinin incelenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37/1 (2022), 75-88. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.855196 |
