Çinko, mangan ve magnezyum katkılarının Al-12Si-3Cu esaslı alaşımın yapı, mekanik ve tribolojik özelliklerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada Zn, Mn ve Mg katkılarının Al-12Si-3Cu esaslı alaşımın yapı, mekanik ve tribolojik özelliklerine etkisi incelendi. Üretilen alaşımlardan bazılarına T6 ısıl işlemi uygulandı ve elde edilen özellikler dökülmüş durumları ile karşılaştırıldı. Alaşımların içyapılarının içerdikleri alaşım elementlerine göre α-Al, Si, θ (CuAl2), α-Al15Mn3Si2, Mg2Si, π (Al8Mg3FeSi6) ve Q (Al5Mg8Cu2Si6) fazlarından oluştuğu görüldü. T6 ısıl işleminden sonra Si fazının parçalanarak nispeten küresel şekle dönüştüğü ve yapı içerisinde homojen bir biçimde dağıldığı gözlendi. Zn oranı arttıkça Al-12Si-3Cu esaslı alaşımın mekanik ve süneklik özelliklerinin arttığı belirlendi. Mn oranın artması durumunda ise bu alaşımın sertliği artarken çekme dayanımı ve sünekliğinin azaldığı görüldü. Alaşımın sertlik ve mukavemet değerlerinin %0,5 Mg oranında en yüksek değerlerine ulaştıktan sonra artan Mg oranı ile azaldığı belirlendi. Ancak Zn, Mn, ve Mg içeren dörtlü alaşımların hemen hemen hepsinin Al-12Si-3Cu esaslı alaşımdan daha yüksek sertliğe sahip oldukları belirlendi. Söz konusu alaşımlarda kırılmanın gevrek fazların parçalanması veya ana matristen ayrılması sonucu oluşan çatlağın bu parçacıkların bulundukları bölgeleri takip ederek ilerlemesi sonucunda oluştuğu gözlendi. Zn, Mn ve %0,5 oranındaki Mg katkılarının baz alaşımın aşınma direncini artırdığı görüldü. Dörtlü Al-12Si-3Cu-2Zn, Al-12Si-3Cu-1Mn, Al-12Si-3Cu-0,5Mg alaşımları ile beşli Al-12Si-3Cu-2Zn-0,5Mn ve altılı Al-12Si-3Cu-2Zn-1Mn-0,5Mg alaşımlarının diğer alaşımlar içerisinde en uygun mekanik ve tribolojik özellikler sergilediği belirlendi. T6 ısıl işleminin bu alaşımların söz konusu özelliklerini önemli ölçüde artırdığı tespit edildi.