Buradasın

Alüminyum Alaşımlarında Tane İnceltme ve Modifikasyon Teknikleri Webinarı

youtube.com/watch?v=YHbD1idkFzg

Yapay zekadan makale özeti

Kısa
Ayrıntılı

Bu video, Döküm Sanayicileri Derneği'nin Filoksat Akademi platformu tarafından düzenlenen bir webinar sunumudur. Sunum, Atatürk Üniversitesi'nden Doçent Doktor Çağlar Yüksel tarafından alüminyum alaşımlarında tane inceltme ve modifikasyon konusunu detaylı şekilde ele almaktadır.
Webinar, alüminyum alaşımlarında tane inceltme ve modifikasyon tekniklerini iki ana başlık altında incelemektedir: tane inceltme mekanizmaları ve modifikasyon yöntemleri. Sunumda titanyum, bor, fosfor, bakır, nikel, silisyum gibi elementlerin alaşımlara ilavesinin etkileri, master alaşımların özellikleri, mikroskopi analizleri ve ultrasonik proses gibi modern teknikler detaylı olarak açıklanmaktadır.
Sunumda ayrıca tane inceltme teorileri (heterojen çekirdeklendirme, halk teorisi ve hiper çekirdeklendirme teorisi), ısıl işlemin malzeme yapısına etkileri, modifikasyon sınıflandırması ve yarı katı döküm teknolojisi gibi konular ele alınmaktadır. Video, alüminyum 390, 304, 316, 7000 serisi gibi farklı alaşımlarda yapılan çalışmalar ve atomik seviyede yapılan incelemelerle desteklenmektedir.

00:01Webinar Tanıtımı: Türkiye Döküm Sanayi'nin temsilcileri, Döküm Sanayicileri Derneği'nin eğitim platformu Filoksat Akademi'nin düzenlediği bir webinar sohbet toplantısında toplanılmıştır.
Pandemi nedeniyle webinarlar devam edecek ve yüz yüze görüşmek için toplumsal bağışıklık oranının yüzde seksenlere ulaşması gerekmektedir.
Bir sonraki webinar 22 Haziran'da Metco ile birlikte sürdürülebilir coldbox üretim sistemlerini paylaşacaklar.
02:28Konuşmacı Tanıtımı: Konuşmacı Atatürk Üniversitesi'nden Doçent Doktor Çağlar Yüksel, meteoroloji ve malzeme mühendisliği bölümünde lisans, yüksek lisans, doktora ve doçentliğini tamamlamıştır.
80 üzerinde uluslararası tebliğ ve makalesi, iki patenti ve altı adet tamamlanmış TÜBİTAK ve SSB projeleri bulunmaktadır.
Özel sektörde yaklaşık beş yılda dökümhane tecrübesi vardır.
03:42Konu Özeti: Konunun ana başlıkları tane inceltme ve modifikasyon olup, bu iki farklı mekanizma ve prensipte işlediği için ayrı ayrı incelenecektir.
Tane inceltme ve modifikasyon ile ilgili güncel teknikler ve uygulamalar da ele alınacaktır.
Konuşmacı, tane inceltme ve modifikasyonun mekanizmalarını, ilave edilen elementlerin etkilerini ve zengin element bileşiklerinin yapıya tesirlerini inceleyecektir.
05:48Tane Inceltme ve Modifikasyon: Tane inceltme, ötek-6 alaşımlar için birincil alfa kristalleri, ötek-üstünde ise ilk katılaşan sis kristallerinin küçültülmesidir.
Tane inceltmeden dolayı plaka veya yıldız şeklinde katılaşan malzemeler kırılganlığa ve sertliğin artmasına sebep olurken, modifikasyon ise sis kristallerinin farklı geometrilerde katılaşmasını yuvarlak, kremsi bir morfolojiye dönüştürür.
Ötek-6 alaşımlarda titanyum ve bor esaslı master alaşımlar, ötek-üstünde ise fosfor ortaya çıkaran bakır-fosfor, nikel-fosfor veya alüminyum-silisyum-fosfor master alaşımları kullanılır.
09:41Tane Incelticiler ve Master Alaşımlar: Tane incelticiler olarak adlandırılan ön alaşımlar veya masterlar farklı geometrilerde olabilir.
Master alaşımların en küçük ebatlarda olması, dökümde en hızlı çözülmesi ve etkinliğini kazanması için önemlidir.
Master alaşımlar çubuk, waffle tarzı veya ingota benzeyen geometrilerde, 100-180 gram, 6-7 kilo veya 400 gram ağırlıklarda piyasada satılmaktadır.
11:27Tane İncelticilerin Kimyasal Özellikleri: Tane incelticilerde alüminyum, titanyum, bor, karbon gibi elementler kullanılmaktadır ve karbon miktarı 3-5 aralığında tasarlanmıştır.
Son zamanlarda nadir toprak elementleri üzerine çalışmalar yapılmaktadır ve serum en önemlisi olarak kabul görüyor.
Tane incelticilerde titanyumun sıvı metal içerisine geçmesi için K₂TiF₆ gibi flor esaslı tuzlar kullanılırken, KBF₄ gibi tuzlar borun alüminyumla tepkimeye girmesini sağlar.
13:20Master Aşımlar ve Tuzlar: Bakır fosfor, nikel fosfor gibi ön alaşımlar veya master alaşımlar klor esaslı tuzlarla modifiye edilmektedir.
Fosfor tek başına ilave edildiğinde verimli olmayan, silisyumun etkisinde fosforun etkinliği artmaktadır.
Silisyum, fosforun etkinliğini artırarak yapıya daha kolay girmesini ve öteklik üstü alaşımların silisyum kristallerinin heterojen çekirdeklenmesi için uygun kaynaklar oluşturmasını sağlar.
14:43Tane İncelticilerin Nominal Kompozisyonu: Tane incelticilerin başındaki sayı genellikle içerisindeki elementin ağırlıkça miktarını belirtir.
En yaygın kullanılan master alaşımı alüminyum 5, titanyum 1, bor ve silisyum içeren bir alaşım olup, demirden de bir miktar bulunur.
Tane incelticinin etkinliği titanyum ve bor miktarına bağlıdır ve titanyum-bor oranı 2 civarında olmalıdır.
16:43Master Aşımların İçeriği ve Etkinliği: Master alaşımın içerisindeki titanyum alüminat, titanyum fazı ve diğer altı alaşımlarda heterojen çekirdeklenme kaynakları oluşur.
Titanyum genellikle yapı içerisinde ilave edildiği şekilde bulunma eğilimindedir.
Master aşının ilave edilen parçacıkların boyutu küçük olması gerekmektedir, çünkü büyüdükçe tane incelme verimi düşer.
18:06Döküm Süreci ve Sıcaklık: Tane incelticilerin etkinliği erteleme sıcaklığı ve dökümden önceki bekleme süresine bağlıdır.
Alüminyum dökümünde aşırı yüksek sıcaklık uygulanmamalıdır çünkü oksijen ve hidrojen birikimi oluşabilir.
Tane incelticiler ilave edildikten sonra belirli bir süre verimli olur, bu süre geçtikten sonra etkisi azalır.
19:35Metal Temizliği ve Alaşım Bileşimi: Metal temizliğinde oksit filmlerinin mümkün mertebe düşük olması ve özellikle şekilli parça dökümünde ilk ortaya çıkan oksit filmlerinin giderilmesi önemlidir.
Tane inceltmeyi teşvik edici elementler vardır (örneğin bana dün), termodinamik stabiliteyi artırır ve tane inceltmeye etki eder.
Zehirleyici elementler (chrome, yüksek silisli alaşımlar) tane inceltme verimini düşürebilir.
21:53Gaz Giderme İşlemi ve Etkileri: Tane inceltici ilave ettikten sonra gaz giderme işlemi yapmak yaygın bir uygulamadır.
Gaz giderme işlemi hidrojeni gidermek için yapılır, ancak aynı zamanda modifikatörlerin etkinliğini zayıflatma potansiyeline sahiptir.
Zirkon, krom, mangan, lityum gibi elementler tane inceltici etkisini azaltır ve yapıdaki silisyum da tane inceltme mekanizmasına zarar verebilir.
23:45Tane İnceltme ve Alüminyum-Bor Alasımlar: Tane incelticinin içerisinde yaklaşık 10 mikron ebatlarında taneler bulunuyor.
İnceltilmiş alüminyum-bor alaşımı optik mikroskop altında incelendiğinde, yapı içerisinde çözülme eğilimi olan fazların görülebiliyor.
İyi hazırlanmış bir alüminyum-bor alaşımında, tanelerin boyutunu küçültmek tane inceltme işleminin hedefi olarak belirleniyor.
25:41Tane İnceltme Teorileri: Titanyum alüminatlar sıvı içerisine gelerek, alüminyumların çökmesini sağlayarak birincil alfa taneleri oluşturuyor.
Halk teorisi (hulk teorisi) göre, fazın etrafına bor atomları yayılıp tabakalar oluşturarak alüminyumun çekirdeklenmesini sağlıyor.
Hiper çekirdeklenme teorisinde, titanyum %2,21'den yüksek olduğu sürece element, alaşım içerisindeki borun üzerine çekirdeklenerek alüminyumlar için uygun altlık görevi görüyor.
28:56Tane İnceltme Mekanizması: Tane inceltme işlemi, aşırı soğuma ile malzemede iç enerjinin açığa çıkarak çekirdeklenme için itici kuvvet oluşturmasıyla gerçekleşiyor.
Tane inceltici ilavesi sayesinde yüksek aşırı soğuma gerektirmeden, uygun heterojen çekirdekler sağlayarak tanelerin büyümeleri gerçekleşiyor.
Tane incelticinin etkinliği, parçacık boyutunun artmasıyla birlikte aşırı soğuma derecesinin düşmesiyle ölçülüyor.
31:16Tane İnceltmenin Faydaları: Tane inceltme, deliklerin uzamasını ve diğer tanelere ulaşmasını sağlayarak malzemenin beslenme kabiliyetini artırıyor.
Tane inceltici, eşeksenli geometri oluşturarak malzemenin etrafında sıvının besleyebileceği bölgeler yaratıyor.
Tane incelticinin miktarı ağırlıkta 1,1 ile 13 arasında, titanyum ve bor oranı yaklaşık %2 civarında olmalıdır.
34:35Tane İnceltme Süresi ve Etkileri: Tane inceltme etkisi, ilave edilen master alaşımların belirli bir süre etkinliğini koruyarak malzemeyi değiştirmesiyle gerçekleşiyor.
Tane inceltme verimi, bekleme süresiyle ilişkilidir; 0-1 saat arası yüksek verim sağlarken, 6 saat sonrası etki azalıyor.
Tane incelticinin etkisi, oluşan fazların yapı içerisindeki davranışlarıyla da ilişkilidir.
35:38Tane İncelticilerin Etkileri: Flax tabletler en düşük verimlilik gösterir çünkü yapı içerisindeki çözünürlükleri sorunlu ve tepkimeye girmesi gereken yeni ürün heterojen çekirdeklenme sağlar.
Titanyum ve bor bir araya geldiğinde daha iyi tane inceltmeye vesile olur, çünkü yapı içerisinde diğer ürün bulunabilme kabiliyetleri farklıdır.
Titanyum taneleri inceltme eğilimi içerisinde olurken, bor taneleri eşeksenli geometriye kavuşturmaya daha müsait altlık görevi görür.
37:07Titanyum ve Bor Oranları: Titanyum ve borun birbirlerine oranı 0,015 ile 0,02 arasında olmalıdır.
Eş eksenli tanenin yüzdesi açısından değerlendirildiğinde, titanyum oranı sabitken yüksek bor içeriği en yüksek verimi sağlar.
Bor, tane inceltmeden başka yapının daha beslenebilir, daha doğru döküm karakteristikleri ve daha homojen özellikler ortaya çıkarmasına imkan sağlar.
38:35Tane Boyutu ve Bekleme Süresi İlişkisi: Titanyum ilavesiyle ticari saf 304 ve 7050 alaşımlarında tane boyutları ve bekleme süreleri arasındaki ilişki incelenmiştir.
Tüm alaşımlarda belirli bir zaman sonra tane boyutunda düşüş görülür, ancak bekleme süresi arttıkça bu düşüş tekrar artar.
Titanyum ve bor oranının artması, potansiyel çekirdekleyicilerin sayısının artmasıyla tane boyutunda düşüş gözlemlenir.
40:19Bor ve Titanyumun Etkileri: Borun etkinliği titanyumdan daha yüksek, bu nedenle bor daha yüksek potansiyelde çekirdeklendirme kabiliyeti sunar.
Aynı miktarlarda ilave edildiğinde, borun ortalama tane boyutu açısından titanyuma göre yaklaşık iki kat daha düşük etkisi vardır.
Bor miktarı arttıkça, titanyum miktarı azalsa bile tane inceltme kabiliyeti veya küçülme kabiliyeti daha yüksek olur.
42:16Sis Miktarına Göre Titanyum Miktarı: Sis miktarına göre eklenebilecek titanyum miktarları, tipik 5:1 oranında (beş titanyum bir bor) belirlenmiştir.
Sis miktarı arttıkça öteki yapıya doğru gidildiği için eklenen titanyum miktarının düşmesi gerekir.
Yüksek titanyum miktarı (örneğin 12% sis içinde 105% veya daha fazla titanyum) öteki alaşımın teknik yapına ulaşılmasını ve birincil alfaların çekirdeklenebilmesini sağlar.
43:44ısıl İşlemin Etkisi: ısıl işlemin etkisi, modifikasyon kullanılmamış ve kullanılmış sisler arasında incelenmiştir.
Sisler 400 derecelik sıcaklığa çıkarıldığında parçalanarak yuvarlaklaşma eğilimi içerisine girer, çünkü doğada en kararlı hal genellikle küre formudur.
Uzun bekleme süreleriyle küreselleşme ve sonra aşırı yaşlandırma (oswald iyileşmesi) gözlemlenir, bu da iyi olan malzemeyi kötü hale getirebilir.
46:23Titanyum ve Titreşim Etkisi: Yüksek lisans öğrencisinin çalışmasında 0,20 ve 0,30 oranlarında titanyum ilavesi yapılmış ve titreşim uygulanmıştır.
Titreşim uygulaması, titanyumdan kaynaklı beyaz fazın öbekleşme eğilimini artırır.
Fazla titanyum ilavesi yapının içerisindeki birincil alüminyumları çekirdek oluşturacak bölgelere dönüşür ve özellikle oksit filmler üzerine lokallize olacak şekilde birikir.
48:17Ötektik Üstü Alüminyum Alaşımlar: Ötektik üstü alaşımlarda ötek 390 alaşımı, yaklaşık 4,5% bakır, 15-17% sis ve 5% magnezyum içerir.
Alüminyum-fosfor çekirdekleyicisi kullanıldığında, kristallerin topaklanması olsa da nispeten küçüldüğü gözlemlenir.
Alaşımın kendi yapısıyla katılaşması durumunda, daha iri, değişik geometrilerde ve sivri yapıda kristaller oluşur.
49:32Kristal Geometrisinin Önemi: Sivri kristaller, çatlakların ilerlemesini kolaylaştırırken, yuvarlak geometriye sahip kristaller çatlakların yayılmasını engeller.
Küresel veya oval geometriye sahip kristaller, gelen yükü her iki tarafa doğru yayarak enerjiyi sönümlemeye yardımcı olur.
Doğal kompozitlerdeki küresel grafik dökme demir, sönümleme kabiliyetine sahip olmasının sebebi, çekirdekleyici kullanılarak ortaya çıkarılan kürelerin geometrisinden kaynaklanır.
51:22Master Alaşım Etkisi: Nikel ve fosfor kaynaklı master alaşım, alaşımın yapısını değiştirerek ötektik sislerin ortaya çıkmasına yardımcı olur.
Master alaşım miktarı arttıkça, sis kristallerinin adedi artarken, bazı bölgelerde sisler küçülür ve geometrileri değişir.
Sıcaklık etkisiyle alaşıma 0,6800 derecede eklenen master alaşım, sis kristallerinin boyutunu ve geometrisini değiştirir.
53:07Kristal Boyutunun Değişimi: Homojen yapı talep edildiğinde, küçültülmüş geometriye sahip sis kristalleri tercih edilir.
Master alaşım miktarı arttıkça, sis kristallerinin boyutu küçülür ve adedi artar.
Ergime sıcaklığı, alaşımın yapısına bağlı olarak değişir ve bu değişiklikler kristal morfolojisini etkiler.
54:28Master Alaşım Etkinliği: Master alaşımın etkinliği, ilave edilen elementin çekirdeklenmesine yardımcı olmasıyla gerçekleşir.
Fosforun oluşturduğu internete ligte alüminyum fosfor interneti, kristallerin çekirdeklenmesi için yardımcı olur.
Çalışmada en etkili master alaşım ilavesi oranı 0,12 civarında tespit edilmiş ve bu alaşım motor piston alaşımı olan 332 için uygun bulunmuştur.
55:24Kristal Boyutlarının Değişimi: Katılaşma karakteristiği ile katılaşan alaşımın sisleri büyük iğnemsi yapılar oluşturur.
Master alaşım kullanılarak sis kristallerinin boyutu 200 mikrondan 10-15 mikronluk boyuta düşürülebilir.
Zirkon, krom veya skandiyum gibi yeni alaşım elementlerinin belirli miktarlarda bulunması, titanyumun çözünürlüğünü artırarak tane inceltme verimini düşürebilir.
57:37Tane İnceltici Özellikleri ve Uyumsuzluk: Tane inceltmenin temelde kafeslerinin uyumlu olması gerekiyor, kafes uyumsuzluğu (latis, dis register veya misfit) dörtün altında olmalıdır.
Uygun tane inceltici olup olmadığını belirlerken, uyumsuzluk oranı ve ıslatabilme kabiliyeti gibi keskin parametreler önemlidir.
Zirkon ve alüminyum fazı için uygun tane inceltici değildir, bor titanyumdan incelticilik açısından daha iyi olup, üçüncü seviyede düşünülebilir.
58:42Bor ve Titanyumun Etkileri: Bor ve titanyumun birlikte bulunması, diğer alaşım elementleriyle oluşturacağı bileşiklerin oluşma potansiyelini ortaya çıkarır.
Borlu bir master alaşımı ilave edildiğinde, borun yetkinliğini veya tane inceltici etkinliğini kaybetme potansiyeli vardır.
Azaltılmış bir alaşımla çalışmak veya alaşım elementi miktarını artırmak gerekebilir.
59:32Silisyumun Etkileri: Silisyum yüzde üç olduğunda, bor ve titanyum alüminyumları parçalayarak titanyum da boruda kendisiyle bileşik oluşturmaya eğilim gösterir.
Titanyum beş silisyum üç fazı, bor ve titanyumdan oluşmuş yapıları bozarak tane inceltici verimini düşürür.
Silisyum, titanyum alüminat fazını parçalayarak çekirdekleyici imha eder veya mevcut çekirdekleyicinin üzerine gelip çökerek birikmeye başlar.
1:02:00Modifikasyon Kavramı: Modifikasyon kavramı, alüminyum tanesini modifiye ederek iğnemsi geometrisinden daha yuvarlak, adedi fazla bir yapıya dönüştürme eğilimini içerir.
Modifiye edilen yapı, fasetli fasetsiz katılaşma karakteristiği açısından önemli bir unsurdur.
Yüksek sıcaklıkta alüminyumlar çekirdekleme yapar ve daha sonra soğuma olayı gerçekleşir.
1:03:16Modifikasyonun Fiziksel Etkileri: Silisyumun ergime gizli ısısı fazla olduğu için ortaya çıkardığı enerji daha fazla olup, çekirdeklenme eğiliminin daha iyi olduğu çukur bağ çukuru daha derin olur.
Modifiye edilen yapıdaki çekirdeklenme durumu, ısıl analiz ile kontrol edilebilir.
Modifikatör atomları ilave edildiğinde, yapı içerisindeki atomlar artık aynı düzlem üzerinde değil, enerjisi etrafında atomların dizildiği bir yapı oluşur.
1:06:14Modifikatörlerin Kullanımı: Sodyum çok yoğun bir şekilde kullanılmaz, ticari olarak kabul gören farklı master alaşımlar ilave edilir.
Sodyum ilave edildiğinde hızlı tepkimeye girer ve daha düşük miktarlarda modifikasyon işlemini gerçekleştirebilir.
Stronsiyum dökümünde, besteci olarak ayrılan parçalar tekrar ergi içerisinde atıldığında içerisinde stronsiyum miktarı belirgin seviyede vardır.
1:08:25Modifikatör Miktarları: Ötektik modifikasyon yapıldığında, tane sınırlarına doğru çok düşük miktarlarda ötek faz olduğu için daha düşük ilave miktarı kullanılır.
Miktar arttıkça, öteki birleşime doğru yaklaştıkça ilave edilecek miktar da artar.
1:09:04Atomik Prop Tomografisi ile Alüminyum-Silisyum Alaşımları: Atomik prop tomografisi ile yapılan çalışmalar, alüminyum-silisyum alaşımlarında özellikle sirisitlerin kritik olduğunu göstermektedir.
Sirisitlerin oluşturduğu fazların kontrol altına alınması ve niha ürün üzerindeki etkilerinin öngörülmesi gerekmektedir.
Kontrolsüz ilave edilen alüminyum, A2SRC veya A4SRC2 gibi tırnak içerisinde zengin sirisitler oluşturur.
1:10:05Sodyum ve Stronsiyum Modifikasyonları: Sodyum kullanıldığında alüminyum-sodyum sirisitleri oluşur ve atomik mikroskobu incelemelerinde alüminyum zengin kümelenmelerinin kenarlarında sodyum atomları birikir.
Stronsiyum modifikasyonunda, alüminyum zengin kümelenmelerin etrafında sirisitler oluşur.
Sodyum, verimlilik ve tane boyutu açısından stronsiyuma göre daha üstündür.
1:11:09Amerikan Dökümcüler Cemiyeti'nin Modifikasyon Sınıflandırması: Amerikan Dökümcüler Cemiyeti modifikasyonları altı sınıfa ayırmıştır; bir en kötü, altı en iyisidir.
Birinci seviyede herhangi bir modifikasyon yokken, ikinci seviyede sisler kaba taneden ziyade ince, uzun, lameli veya lifli bir dokuya dönüşür.
Üçüncü seviyede küçük ve birbirine yakın, ortak bir ağ oluşturacak şekilde bir sis yapısı görülürken, dördüncü ve beşinci seviyede modifikasyonun etkisi belirginleşir.
Altıncı seviyede tamamen sis içinde sis yapıları oluşur, en-boy oranı birbirine yakın olur ve küresellik oranı yüksek olur.
1:13:17Fosforlu Öteki Üstü Bir Alaşımda Modifikasyon: Öteki üstü bir alaşımın modifikasyonunda, yapının içerisinde 5-15 ppm fosfor bileşiği varsa, ilave edilen stronsiyum miktarı bu oranda değişmez.
10 ppm fosforlu bir yapının içerisinde 20-20 ppm stronsiyum ilave edildiğinde modifikasyon verimi gözlemlenemez.
Lameli (ince uzun) geometri için yaklaşık 30-35 birlik su ilave edilmesi gerekirken, fibroz (küresel) yapı için 50-60 birlik su ilave edilmesi gerekir.
1:15:04Sodyum ve Su Miktarının Önemi: Sodyumun verimliliği stronsiyuma göre daha yüksektir.
10 ppm fosfor içeren bir alaşım için 10-12 ppm sodyum ilavesi ile lameli forma dönüştürülür.
Fibroz yapı için 15-20 ppm sodyum ilavesi gerekir ve sodyum ve su miktarlarının eklenme mertebeleri yaklaşık 1-3 kat farkla değişir.
1:16:11Sirisitlerin Etkisi: Sirisitler, özellikle fosforun bulunduğu bölgelerde lokalize olur ve yapıyı etkiler.
Fosforlu alaşımın modifikasyonunda, fosfor varsa daha fazla sodyum ilave edilmesi gerekir.
Sirisitler, tane inceltici şekilde birinci sisleri tane inceltecek şekilde yapının işlemesine izin vermez ve oluşan alüminyum zengin sirisitler yapıyı nötralize eder.
1:17:39Döküm Sonuçlarının Eşsizliği: Yapının her zaman alaşım elementi üzerinde denetimini sağlamak önemlidir.
Aynı madde, usta ve şartlarla bile yapılan dökümler asla aynı değildir.
Atomik bazda baktığımızda her üretim eşsizdir ve aynı ürün ortaya çıkartılsa bile sonuçta aynı mamül üretilmemiştir.
1:18:26Sert Modifikasyon Kavramı: Sert modifikasyon, yapının içerisindeki mevcut spesifikasyonda ki alaşım elementlerini bozmadan ya da yeni alaşım elementi eklemeye girmeden, mevcut elementleri kullanarak çekirdekleyici görevi görür.
Ultrasonik işlem, alüminyum 390 A 390 alaşımında küçük miktarda alüminyum 390 A 390 alaşımını inceltecek şekilde proses etmek ve ana alaşıma master alaşım olarak ilave etmek için kullanılır.
Ultrasonik prosesle yapılan modifikasyon, alaşımın katılaşma karakteristiğini değiştirmez, sadece kristalleri ufaltır ve birikim miktarını azaltır.
1:20:33Ultrasonik Prosesin Etkileri: Ultrasonik prosesle yapılan modifikasyon, alaşımın içerisindeki kristalleri belirgin şekilde ufaltır ve taneleri inceltir.
Master alaşımın ağırlığının %10 ve %20 miktarında ilave edildiğinde, birim alandaki sis partiküllerinin miktarında yaklaşık 3-4 kat artışı gözlemlenir.
Kristal boyutları üzerinde de ciddi değişimler görülür; %25 mikron bandındaki sisler yaklaşık %5 mikron bandına, %70 mikron bandındaki sisler ise %15-20 mikron bandına düşer.
1:22:51Nadir Toprak Elementleri ile Modifikasyon: Nadir toprak elementleri (Gadolinium, Europium, Seryum, Neodyum) farklı miktarlarda (3, 6, 9, 12, 15 ppm) alaşıma ilave edilerek modifikasyon çalışmaları yapılmıştır.
Europium, nadir toprak elementleri arasında modifikatör olarak kullanılma eğiliminde olan önemli bir element olarak değerlendirilmektedir.
Seryum, modifikasyon açısından ciddi ve gelecek vadeden önemli bir element olarak görülür; %1 seryum ilaveli alaşımında sis boyutu %33 mikrona kadar düşebilir ve mekanik özelliklerde 153 megapaskal kadar artış gözlemlenir.
1:25:55Ultrasonik Prosesin Mekanizması: Ultrasonik proses, metal temizliğinde kullanılmakla birlikte, aynı zamanda tane inceltme mekanizması olarak da işlev görür.
Ultrasonik prosesde iki çeşit mekanizma vardır: yarı katı sıcaklığa yakın proses edildiği için oluşmuş olan küçük delikler parçalanma eğilimi içerisine girer ve ana unsur heterojen çekirdeklenme için uygun kabarcıklar oluşturur.
Alüminyum-magnezyum-zirkon alaşımında, tanenin boyutu 500 mikrondan 40 mikrona kadar (10 kat) inceltilmiştir.
1:27:32Ultrasonik Prosesin Avantajları: Ultrasonik proses, sıvı metal temizliğinde kullanılabildiği gibi, tane inceltmede de yardımcı olur ve çevreci bir yöntemdir çünkü herhangi bir atık çıkarmaz.
Ultrasonik proses, kavitasyon yoluyla sıvının içine hızlı vurup çekerek çalışır ve güç (watt cinsinden) ayarlanarak kavitasyonların ebatları değiştirilebilir.
Yarı katı sıcaklıkta gerçekleştirilen proses, sıvıdan katıya olan çekintiyi bertaraf ederek malzemenin bütünlüğünü artırır, kopma uzaması değerlerinde ve çekme dayanımı değerlerinde artış sağlar.
1:30:18Ultrasonik ve Mekanik Titreşimle Modifikasyon: Ultrasonik proses uygulandığında tane deniz ciddi oranda ufalıyor ve en-boy oranları birbirine yakınlaşıyor.
Mekanik titreşimle modifikasyon yapıldığında da ciddi sonuçlar elde ediliyor, bu modifikasyon alçı kalıba dökümü sırasında uygulanıyor.
Mekanik titreşim uygulaması ile öteklik fazı ciddi oranda modifiye edilebiliyor.
1:31:43Su İlavesi ve Metal Temizliği: Su ilavesi ile yapılan çalışmalarda, ilave edildikten 10 dakika sonra ve 1 saat sonraki yapılar karşılaştırıldığında, sedimantasyon (aşınma) ve farklı bileşiklerin oluşması gözlemleniyor.
İlk başta yapı içerisinde stronsiyum tepkimeye giriyor ve alüminyumla birleşerek gözenekliliği artırıyor.
Bu süreçte metal temizliği de sağlanıyor, özellikle oksit kirlilikleri pota dibine çökerek metali temizliyor.
1:33:40Oksit Filmlerinin Etkisi: Oksit filmlerinin morfolojisi kritik önem taşır ve etrafındaki yapıya göre toplar.
Stronsiyum oksit serbest enerji değerinin en düşük olduğu için daha hızlı oluşum kabiliyetine sahip.
Yapının içerisinde magnezyum varsa, magnezyum oksit alüminyum ile birleşerek yeni yapılar oluşturuyor.
1:35:52Modifiye Edilmiş ve Edilmemiş Yapılar: Modifiye edilmemiş alüminyum-silisyum alaşımında bir film ve etrafında çekirdeklenen öteklik fazı gözlemleniyor.
Modifiye edilmiş alüminyum-silisyum alaşımında yarık şeklinde bir film ve çeperlerinde çekirdeklenen fazlar görülebiliyor.
Oksit filmlerinin üzerinde heterojen bölgeler oluşuyor ve bu bölgeler çekirdekleyici olarak davranıyor.
1:37:57Yarı Katı Döküm Teknolojisi: Yarı katı döküm teknolojisi, gelecek vadeden bir teknoloji olarak sunuluyor.
Bu yöntemde, sıvıya alınan prop vasıtasıyla kabarcıklar oluşuyor ve ultrasonik prosese benzer bir prensip uygulanıyor.
Yüksek basınç döküm için uygun olan bu yöntem, viskoziteyi arttırarak gözenekliliği düşürüyor ve kalıp ömrünü uzatıyor.
1:39:21Yarı Katı Dökümün Avantajları: Bu yöntem, düşük döküm sıcaklığı ve azaltılmış katılaşma süresi sağlayarak çevrim süresini önemli ölçüde kısaltıyor.
356 alaşımlı 680 derecede dökülen yapıda taneler net olarak görülebiliyor.
Yarı katı döküm yöntemi ile 610 derecede dökülen yapıda tane yapısı gözlemlenemiyor, bu da yöntemin tane inceltmeye yardımcı olduğunu gösteriyor.
1:42:34Kapanış ve Teşekkürler: Konuşmacı, daha sonraki güzel ve sağlıklı günlerde yüz yüze seminerlerde tekrar bir araya gelme dileğini iletmektedir.
Katılan herkese teşekkür edilmektedir.
Özellikle Çağlar hocaya yönelik teşekkürler iletilmiş ve izleyicilere sağlıklı günler diliyorlar.

Alüminyum Alaşımlarında Tane İnceltme ve Modifikasyon Teknikleri Webinarı

Yapay zekadan makale özeti

Yanıtı değerlendir