Süperplastik Zn-22Al alaşımının oda sıcaklığındaki mikro şekillendirilebilirliğinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışması ile süperplastik özellik gösteren Zn-22Al alaşımının oda sıcaklığındaki deformasyon davranışı ve şekillendirilebilirliğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, alaşımın iç yapısında farklı tane boyutları elde edebilmek amacıyla önce iki adımlı eş kanallı açısal ekstrüzyona (EKAE) ve sonrasında farklı sürelerde ısıl işleme tabî tutulmuştur. Böylece, mikron altı tane boyutu seviyesinden mikron üstü tane boyutuna kadar farklı tane büyüklüğüne sahip mikroyapılar elde edilmiştir Alaşıma EKAE uygulandıktan hemen sonra ortalama tane boyutu 200 nm, farklı sürelerde ve 250 ºC'de uygulanan ısıl işlemlerden sonra ise tane boyutu yaklaşık 2,60 µm olarak elde edilmiştir. İstenen tane boyutlarının elde edilişinden sonra alaşımın oda sıcaklığındaki deformasyon davranışı tek eksenli (çekme testi), iki eksenli (Erichsen testi) gerilme hali ve şekillendirilebilirliği de mikro-derin çekme yöntemi ile deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal analiz için sonlu elemanlar yöntemi kullanılmış ve analizler LS-Dyna ticari yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. İncelenen tane boyutu aralığında, tane boyutunun artmasıyla birlikte maksimum uzama ve sınır tepe yüksekliği (STY) değerlerinde azalma gözlenmiş ve sonuç olarak mikron altı tane boyutuna sahip numunelerin kopmaya kadar en yüksek uzama ( % 400) ve STY değerlerine sahip olduğu tespit edilmiştir. .Öte yandan alaşım mikro derin çekme işlemine tabi tutulmuş ve 1,66, 1,84, 2 ve 2,25 sınır çekme oranlarında başarılı bir şekilde şekillendirilebilmiştir. Deneysel ve sayısal olarak gerçekleştirilen mikro derin çekme işlemi sonuçları süperplastik Zn-22Al alaşımının mikro imalat için tercih edilebilir bir malzeme olabileceğini göstermiştir.