Çinko-esaslı süperplastik alaşımların geliştirilmesi ve yapısal, mekanik ve titreşim sönümleme davranışlarının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, üç farklı faz yapısına sahip Zn-22Al, Zn-5Al ve Zn-0,3Al alaşımlarına basitten komplekse doğru termal ve/veya termomekanik işlemler uygulandı ve bu işlemlerin alaşımların içyapıları, oda sıcaklığındaki süperplastik davranışları ve elastik sönüm kapasiteleri üzerine etkileri sistematik bir şekilde incelendi. Genel olarak, eş kanallı açısal ekstrüzyon/basma (EKAE/B) işleminin, yaşlandırma ve haddeleme işlemlerine kıyasla daha ince tane yapısına neden olduğu görüldü. Minimum tane boyutu Zn-22Al alaşımında 200 nm olarak elde edilirken, Zn-5Al ve Zn-0,3Al alaşımlarının en düşük tane boyutları sırası ile ~540 nm ve 2 µm olarak ölçüldü. Tane inceltme işlemleri sonrası her üç Zn-Al alaşımında oda sıcaklığı (O.S.) ve yüksek deformasyon hızlarında süperplastik uzama kaydedildi. Zn-22Al, Zn-5Al ve Zn-0,3Al alaşımlarında maksimum uzamalar sırası ile % 400, % 520 ve % 1000 olarak elde edildi. Böylelikle, Zn-22Al alaşımının yüksek deformasyon hızındaki süperplastik davranışı geliştirilirken, Zn-5Al alaşımında O.S.'da ilk defa süperplastik davranış elde edilmiş oldu. Zn-Al alaşımlarının süperplastik davranışlarının yanısıra O.S.'da yüksek sönüm kapasitesine (tanδ) de sahip oldukları görüldü. Maksimum tanδ değeri Zn-0,3Al alaşımında 0,256 (literatürde Zn-Al alaşımlarında kaydedilen en yüksek değer) olarak elde edildi. Zn-22Al ve Zn-5Al alaşımlarının en yüksek tanδ değerleri sırası ile 0,211 ve 0,170 olarak belirlendi. Böylelikle hem Zn-22Al alaşımının sönüm kapasitesi literatürde elde edilen sonuçlara göre daha da iyileştirildi, hem de bu çalışma ile yüksek sönüm kapasitesine sahip yeni Zn-Al alaşımları (Zn-5Al ve Zn-0,3Al) geliştirilmiş oldu.