A356 alüminyum döküm alaşımlarında sıvı metal hareketinin mikroyapı ve mekanik özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi

Bu çalışmada, tasarlanan farklı yolluk sistemleri ile A356 alaşımının yolluk sistemlerindeki akış şeklinin iyileştirilmesi araştırılmıştır. Ek olarak, uygun akış şeklinde A356 alaşımının katılaşma şartlarının mikro yapı, mekanik özellikleri ve bifilm oluşumları üzerine etkisi incelenmiştir. Bu nedenle, eşit kesit alanına sahip kare ve dairesel şekilli dikey yolluklar, farklı çıkış şekli ve alanına sahip difüzörlü (kare, dairesel ve dikdörtgen) ve difüzörsüz (kare veya dairesel) yatay yolluklar tasarlanmıştır. Tasarlanan yolluk sistemleri, önce simülasyon sonra gerçek döküm şartları altında incelenmiştir. Üretilen A356 alaşımı çekme testleri, sertlik testleri, yoğunluk ve mikro makro yapıları ile karakterize edilmiştir. Çekme numuneleri, teste tabi tutulmadan önce ısıl işlem yapılarak homojenize edilmiştir. Numuneler, 540°C'de 8 saat çözeltiye alındıktan sonra su verilerek oda sıcaklığına aniden soğutulmuştur. Daha sonra oda sıcaklığında 24 saat (doğal) ve 170°C de 10 saat yapay yaşlandırılmıştır. Elde edilen çekme test sonuçları Weibull dağılımı istatiksel analizi ile değerlendirilmiştir. En yüksek Weibull modülü, kare kesitli dikey yolluk difüzörlü kare kesitli yatay yolluk ve daire kesitli dikey yolluk difüzörsüz daire kesitli yatay yolluk sistemlerinde bulunmuştur. En yüksek Weibull modülüne sahip yolluk sistemlerinde döküm parçasının katılaşma şartları, elektrolitik bakır ve H13 sıcak iş takım çeliği soğutucular ile değiştirilmiştir. Ayrıca A356 alaşımı, izole seramik kalıp içinde katılaştırılmıştır. A356 döküm alaşımın mikro yapısını oluşturan ve mekanik özellikleri etkileyen ikinci dendrit kollar arası mesafe görüntü analiz programı ile ölçülmüştür. Kırık yüzey incelemelerinde, boşluk ve intermetaliklerin tanımlanmasında tarama elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Ayrıca bifilmlerin (katlanmış oksit film tabakalarının) oluşumu şekil ve boyutları, optik mikroskop ile incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonuçunda, lokal katılaşma zamanının artması ile ikincil dendritler arası mesafenin artığı ve katlanmış oksit film tabakaları yüzeylerinin daha düzgün olduğu ve genişlediği belirlenmiştir. Soğuma oranının artmasıyla, ikinci dendrit kollar arasındaki mesafenin azaldığı ve mekanik özelliklerin arttığı belirlenmiştir.