Çinko-alüminyum esaslı alaşımların değişik ortamlardaki yorulma davranışlarının incelenmesi

Abstract

Farklı kimyasal bileşimlere sahip bir dizi ikili çinko-alüminyum ve üçlü çinko- alüminyum-bakır alaşımı kokil döküm yöntemiyle üretildi ve üçlü alaşımlardan bazılarına yaşlandırma işlemi uygulandı. Üretilen alaşımların iç yapısı ışık ve elektron mikroskopları ile incelendikten sonra sertlik, çekme dayanımı ve kopma uzaması değerleri yapılan mekanik deneyler yardımıyla ölçüldü. Bu çalışma için imal edilen bir dönel eğmeli yorulma deney makinası yardımıyla söz konusu alaşımların hava, tuzlu su (%3,5 lik NaCl çözeltisi) ve asit çözeltisi (%1'lik HC1) ortamlarındaki gerilme-çevrim sayısı eğrileri elde edilerek, kimyasal bileşim ve çalışma ortamının bu alaşımların yorulma davranışına etkileri belirlendi. Yapılan incelemeler sonucunda, korozyon ortamlarının çinko-alüminyum alaşımlarının yorulma dayanımı ve yorulma ömrünü önemli ölçüde düşürdüğü ve özellikle HC1 sulu çözelti ortamının bu alaşımların yorulma davranışları üzerinde tuzlu su ortamından daha etkili olduğu görüldü. Hava ortamında en yüksek yorulma ömrü en yüksek çekme mukavemetine sahip ZnA140Cu2 alaşımından elde edilirken, en düşük yorulma ömrü en düşük sertlik ve mukavemet değerine sahip ZnA120 alaşımından elde edildi. Çinko-alüminyum alaşımlarının yorulma dayanımı ve yorulma ömrünün hava ortamında artan alüminyum oram ile arttığı, korozyon ortamlarında ise alüminyum oranı arttıkça azaldığı görüldü. Bakır katkısının sözü edilen alaşımların hava ortamındaki yorulma özelliklerini iyileştirdiği, ancak belirli bir değerin (%2) üzerindeki bakır katkısının bu alaşımların yorulma davranışını olumsuz etkilediği belirlendi. Diğer taraftan bakır katkısının korozyon ortamında söz konusu alaşımların yorulma davranışını fazla etkilemediği görüldü. Ayrıca, ısıl işlem uygulanan üçlü alaşımların sertlik ve mukavemeti önemli ölçüde artarken, yorulma özelliklerinin fazla değişmediği gözlendi. Yapılan korelasyonlar sonucunda çinko-alüminyum alaşımlarının kimyasal bileşimi ile yorulma özellikleri arasında doğru denklemleriyle ifade edilebilen ilişkiler olduğu görüldü. Ayrıca, söz konusu alaşımların hava, tuzlu su ve asidik çözelti ortamlarındaki yorulma davranışlarının Basquin bağıntısı ile ifade edilebileceği belirlendi