Eş kanallı açısal ekstrüzyon işleminin Zn-60Al ve Zn-60Al-2Cu alaşımlarının yapısal mekanik ve aşınma özelliklerine etkisi

Abstract

Kokil döküm yöntemiyle üretilen Zn-60Al ve Zn-60Al-2Cu alaşımlarına değişik rota (Rota-A ve Rota-Bc) ve paso sayılarında (1, 2 ve 4 paso) eş kanalda açısal ekstrüzyon (EKAE) işlemi uygulandı. Uygulanan EKAE işleminin alaşımların yapısal, mekanik (sertlik, mukavemet, süneklik ve tokluk) ve aşınma özellikleri üzerindeki etkileri sistematik bir şekilde incelendi. Zn-60Al ve Zn-60Al-2Cu alaşımlarının EKAE işlemi öncesi dökülmüş durumdaki içyapıları alüminyumca zengin ?-dendritleri ile bu dendritleri çevreleyen ?+? ötektoid karışım bölgelerinden oluşmaktadır. Zn-60Al-2Cu alaşımının içyapısında ise bakır katkısından dolayı dendritler arası bölgelerde çökelen ??fazı da bulunmaktadır. Uygulanan EKAE işlemi alaşımların içyapısını etkileyerek dendritik yapının tamamen kaybolmasına, katılaşma sırasında oluşan mikro-gözenek ve yapısal homojensizliklerin büyük oranda giderilmesine ve uygulama rotasına bağlı olarak fazların incelerek yönlenmesine neden olmaktadır. Zn-60Al ve Zn-60Al-2Cu alaşımına uygulanan bir pasoluk EKAE işlemi söz konusu alaşımların çekme ve akma mukavemetini artırmaktadır. Ancak, bundan sonra uygulanan EKAE işleminde artan paso sayısıyla alaşımların mukavemet değerleri azalmaktadır. Bu azalma Zn-60Al alaşımında daha etkili olarak ortaya çıkmaktadır. Bu azalmaya rağmen, bakır içeren alaşımda 4 paso sonrası elde edilen mukavemet değerleri hala dökülmüş durumda elde edilen değerlerden yüksektir. Uygulanan EKAE işlemi, söz konusu alaşımların süneklik ve tokluk değerlerini artırmaktadır. Bu durum, alaşımlara uygulanan EKAE işlemi ile döküm yapısının ortadan kalkması, yapısal incelme ve deformasyona bağlı homojenizasyon etkilerine dayandırılarak açıklanmaktadır. Öte yandan, uygulanan EKAE işlemi alaşımların sertlik değerlerini azaltmaktadır. Zn-60Al-2Cu alaşımına Rota-A'da uygulanan EKAE işlemi, söz konusu alaşımın aşınma davranışını iyileştirmektedir. Bu iyileşme artan yüzey basıncı ve kayma mesafesiyle daha belirgin olarak ortaya çıkmaktadır. Dökülmüş durumda gevrek bir özellik sergileyen Zn-60Al ve Zn-60Al-2Cu alaşımları, uygulanan EKAE işlemi ile mukavemet değerlerinde önemli bir azalma olmadan sünek ve tok malzemeler haline gelmektedir.