6082 alaşımının homojenizasyondan önce ve sonra yapısı

1. Alaşım bileşimi

2. Homojenizasyon İşlemi

1,0 saat boyunca 390℃ x yalıtım + 8 saat boyunca 575℃ x yalıtım, kuvvetli rüzgarla 200℃'ye kadar soğutma ve ardından su soğutma.

3. Metalografik Yapı

Şekil 1 İyi gelişmiş dendritlere sahip, Keller reaktifi ile aşındırılmış 6082 alaşım külçesinin çekirdeğinin metalografik yapısı

Şekil 2 Keller reaktifi ile aşındırılmış 6082 alaşım külçesinin çekirdeğinin metalografik yapısı ve katı çözeltiden sonraki yapı

4. Homojenizasyon ısıl işleminin alaşım yapısı üzerindeki etkisi

4.1 Şekil 1'de görüldüğü gibi alaşım döküm halinde iyi gelişmiş dendritlere sahiptir ve tane sınırlarında çok sayıda ağ tipi denge dışı çökelme fazı vardır.

4.2 Alaşım katılaştığında farklı elementlerin erime noktaları farklı olduğundan, bu ardışık katılaşma olayı kristalin içinde düzensiz çözünen madde bileşimine yol açar ve bu durum özellikle tane sınırlarında çok sayıda ağ çökelme fazının oluşmasıyla kendini gösterir.

4.3 Homojenizasyon işleminden sonra mikro yapıda (Şekil 2), tane sınırlarında çöken fazların miktarı büyük ölçüde azalır ve tane boyutu eş zamanlı olarak artar. Bunun nedeni, atomların difüzyonunun yüksek sıcaklık altında artması, külçede ayrışma ortadan kalkması ve denge dışı faz çözünmesinin meydana gelmesi ve tane sınırlarındaki ağ bileşiklerinin kısmen çözünmesidir.

4.4 Şekil 3'te gösterildiği gibi SEM analizi yoluyla, çökelmiş fazın farklı kısımları EDS analizi için seçildi ve çökelmiş fazın Al(MnFe)Si fazı olduğu doğrulandı.

4.5 Alaşım dökümü sırasında, büyük miktarda Mn içeren çökelme fazı oluşur ve bunun bir kısmı aşırı doymuş katı çözeltide tutulur. Yüksek sıcaklık ve uzun süreli homojenizasyon işleminden sonra, matristeki aşırı doymuş Mn, kristalde çöken çok sayıda dağılmış Mn içeren bileşik ayrışma parçacığı olarak ortaya çıkan Mn içeren bileşikler şeklinde çöker (Şekil 2).

4.6 Çökeltilmiş faz Mn elementi içerdiğinden iyi termal kararlılığa sahiptir. Atomik difüzyonun yoğunlaşmasıyla Al(MnFe)Si faz parçacıkları giderek küreselleşme özellikleri gösterir.

Şekil 3 6082 alaşımındaki Al(MnFe)Si fazı

5. Çözelti yaşlanma sisteminin mekanik özellikler üzerindeki etkisi

Homojenizasyondan sonra, başlangıçta 6082 alaşımının tane sınırında çöken ağ fazı çözülür ve bu da numunenin kapsamlı mekanik özelliklerini iyileştirebilir. Aynı zamanda, kararlı ısıya dayanıklı faz Al(MnFe)Si fazı daha fazla küreselleştirilir ve bu da dislokasyonları daha iyi sabitleyebilir. Bu, homojenizasyon ısıl işleminden sonra malzemenin kapsamlı performansının iyileşeceğini gösterir.

6. Sonuç

6.1 6082 alüminyum alaşım külçesi, tane sınırlarında iyi gelişmiş dendritlere ve çok sayıda ağ tipi denge dışı çökelme fazına sahiptir.

6.2 Homojenizasyon işleminden sonra, mikroskobik gözlem, çöken fazların miktarının büyük ölçüde azaldığını ve tane boyutunun eş zamanlı olarak arttığını ortaya koydu. Külçede ayrışma ortadan kalkması ve denge dışı faz çözünmesi meydana geldi ve tane sınırlarındaki ağ bileşikleri kısmen çözüldü.

6.3 6082 alaşımı dökülürken, Al(MnFe)Si çökelme fazı oluşur. Bu çökelme fazı Mn elementi içerir ve iyi termal kararlılığa sahiptir. Homojenizasyon işlemi ilerledikçe, çökelme fazı parçacıkları kademeli olarak küreselleşme özellikleri gösterir. Bu Mn içeren bileşik parçacıkları kristalde eşit şekilde dağılır ve çökelir.

6.4 Homojenizasyon işlemi sonrasında ağ çökelti fazının çözünmesi, homojenizasyon ısıl işlemi sonrasında tüm külçenin genel performansının iyileştiğini göstermektedir.