AA2024 ve AA7075 alüminyum alaşımlarında kesintili yaşlandırma prosesinin mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi

Abstract

Yeni nesil alüminyum alaşımlarının geliştirilmesinde alaşımlandırma önemli bir yere sahiptir. Ancak sadece alaşımlandırma ile başta yüksek spesifik dayanım (dayanım/yoğunluk) olmak üzere amaçlanan tüm gereksinimler sağlanamaz. Bu nedenle alüminyum alaşımları için büyük öneme sahip yaşlandırma ısıl işlemi uygulanır. Konvansiyonel T6 yaşlandırma işlemi ile yüksek sertlik ve dayanım değerleri elde edilebilir. Fakat bazı uygulamalarda daha yüksek dayanım değerleri ile birlikte süneklik, tokluk gibi değerlerin düşmemesi istenir. Bu açıdan son yıllarda geliştirilen yeni nesil ısıl işlem proseslerinden kesintili yaşlandırma ile özellikle havacılık, otomotiv, savunma gibi endüstrilerin yüksek spesifik dayanım/tokluk optimizasyonu sağlanabilmektedir. Bu tez çalışmasında; AA2024 ve AA7075 alüminyum alaşımlarına konvansiyonel T6 ısıl işlemi ile yeni nesil T6I4 ve T6I6 kesintili yaşlandırma işlemleri farklı parametrelerle uygulanmıştır ve bu işlemlerin alaşımların mekanik ve morfolojik özelliklerine etkileri incelenmiştir. Belirlenen ısıl işlem parametrelerinde gerçekleştirilen yaşlandırma işlemleri sonrası; numunelere çekme, eğme ve aşınma testleri ile sertlik ve yüzey pürüzlülüğü ölçümleri uygulanmıştır. Mekanik özellikler ile mikroyapı arasındaki ilişkiyi karakterize etmek üzere SEM, EDS, XRD ve DSC analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın sonucunda, yeni nesil kesintili yaşlandırma prosesinin konvansiyonel T6 ısıl işlemine göre alaşımlara dikkat çekici bir şekilde yüksek spesifik dayanım ve şekillenme kabiliyeti (süneklik) özellikleri kazandırdığı belirlenmiştir.

Alloying has an essential place in the development of new-generation aluminum alloys. However, all the intended requirements, especially high specific strength (strength/density), cannot be achieved with alloying alone. For this reason, aging heat treatment, which is of great importance for aluminum alloys, is applied. High hardness and strength values can be obtained with the conventional T6 aging process. However, in some applications, values such as ductility and toughness are desired to stay the same with higher strength values. In this respect, high specific strength/toughness optimization of industries such as aviation, automotive, and defense can be achieved with interrupted aging, a new generation heat treatment process developed in recent years. In this thesis study, Conventional T6 heat treatment and new generation T6I4 and T6I6 interrupted aging processes were applied to AA2024 and AA7075 aluminum alloys with different parameters, and their effects on the mechanical and morphological properties of the alloys were investigated. After the aging processes were carried out in the determined heat treatment parameters, tensile, bending, wear tests, hardness and surface roughness measurements were applied to the samples. SEM, EDS, XRD and DSC analyses were performed to characterize the relationship between mechanical properties and microstructure. As a result of the study, it was determined that the new generation interrupted aging process gave the alloys remarkably high specific strength and formability (ductility) properties compared to the conventional T6 heat treatment.