AA5754 alüminyum alaşımının farklı sıcaklık ve gerinim hızlarının deformasyon davranışına olan etkilerinin incelenmesi

Alüminyum gelişen teknolojiyle birlikte önem kazanan malzemelerden biridir. Otomotiv endüstrileri araç ve gereçleri tasarlamadan önce yüksek sıcaklıklarda alüminyum alaşımlarının şekillendirilebilirliğinin iyileştirilmesinin karakterizasyonuyla çok ilgilenmektedir. Ilık sıcaklıklarda şekillendirme yapılarak alüminyum alaşımlarının şekillendirilebilme kabiliyetleri arttırılabilir. Bu nedenle önce Alüminyum alaşımlarının ılık sıcaklıklarda göstermiş olduğu deformasyon davranışının incelenip, ılık sıcaklıkların Alüminyum alaşımlarının deformasyonunda nasıl bir rol oynadığının belirlenmesi gerekmektedir. Bahsedilen konudan yola çıkarak bu çalışmada gerinim hızı ve sıcaklığın AA5754 Alüminyum alaşımının deformasyon davranışına olan etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada oda sıcaklığı (OS), 200 °C, 250 °C, 300 °C ve 350 °C sıcaklıklarında ve üç farklı gerinim hızı değerlerinde (0,001 s^(-1) , 0,01s^(-1) ve 0,05 s^(-1)) çekme testleri uygulanmıştır. Deneyler sonucu elde edilen verilerden faydalanılarak AA5754 alaşımının uzama kapasitesindeki değişim, sertleşme kapasitesindeki değişim, deformasyon yaşlanması ve deformasyon hız hassasiyetlerindeki değişimler incelenmiştir. Ayrıca sonlu elemanlar analizinde Backofen ve Voce sertleşme modelleriyle akış eğrileri tahmin edilmiş ve gerçek verilerle karşılaştırılıp hata oranları elde edilmiştir. Deneyler sonucunda sıcaklık artışının, genel olarak AA5754 alaşımının akma ve çekme mukavemeti değerlerinde bir düşüşe neden olduğu görülmüştür. Ancak hem akma hem de çekme dayanımı değerlerindeki azalma, en düşük gerinim hızı için çok daha yüksek olurken, en yüksek gerinim hızı için daha düşük olmuştur. Yüksek gerinim hızlarında oluşan daha yüksek deformasyon yaşlanması etkisiyle uzama kapasitesinde azalmaya neden olmuştur. Sonlu elemanlar analizinde sıcaklık arttıkça, Backofen modelinin akış eğrilerini doğru tahmin edebilme yüzdesinde düşüş meydana geldiği gözlemlenmiştir. Backofen modelinde modelinin 0,05 s^(-1) ve 0,01 s^(-1) için 250 °C'ye kadar deneysel akış eğrilerini doğru bir şekilde tahmin edebildiği tespit edilmiştir. En düşük gerinim hızında 250°C sıcaklığa kadar meydana gelen maksimum hata oranın % 14,40 olduğu görülmüştür. Voce modelinin malzeme davranışını 0.01 s^(-1) ve 0.05 s^(-1) gerinme hızları için tüm sıcaklıklarda doğru bir şekilde tahmin edebildiği görülmektedir. Voce yapısal modelinin, F&B'ye göre daha iyi tahmin yeteneğine sahip olduğu gözlemlenmiştir.