Aging response of az series magnesium alloys after thermo-mechanical processing

Bu çalışma, yaşlanma ve gerilme yaşlanmasından faydalanan termo-mekanik işlemenin, ılık haddelenmiş AZ31 magnezyum alaşımının mekanik davranışı üzerindeki etkisini, mikroyapı gelişimi, çekme altında özellikleri ve kırılma morfolojisi arasındaki ilişkiyi inceleyerek araştırmayı amaçlamaktadır. Geleneksel ve gerilme yaşlanmasının, ılık haddelenmiş AZ31 magnezyum alaşımının gerilme özelliklerine ve mikroyapısına katkıları ayrıntılı olarak incelenmiştir. Yaşlanma işlemi, 1 saat ila 48 saat arasında değişen süreler için 120°C ve 180°C olan farklı sıcaklıklarda gerçekleştirildi. Tavlanmış AZ31 magnezyum alaşımı, işlem görmemiş levha olarak kullanıldı ve homojenizasyon işlemi, haddeleme işleminden önce 3 saat 400°C'de gerçekleştirildi. Çekme testi sonuçlarının incelenmesi, 120°C'de 24 saat yaşlandırılılma sonrası elde edilen AZ31'in maksimum çekme dayanımının, kırılma uzamasında % 2'lik bir azalmaya karşın 300 MPa'ya yükseldiğini ortaya koymuştur. 180°C'de 24 saat boyunca yaşlanma işlemi uygulanan numunenin akma dayanımı, % 14 kadar sünekliliğinin iyileşmesi ile 190 MPa'ya düşmüştür ve çekme dayanımı 285 MPa'ya kadar yükselmiştir. Ayrıca, haddelenmiş numunenin 120˚C'de sadece 1 saat uygulanan gerilme yaşlanması nedeniyle işlem görmemiş numuneye göre akma dayanımını 240 MPa'nın üzerine çıkarmıştır. Mikroyapısal gözlemler, tane büyümesinin başlangıçta sünekliği geliştirirken, haddelenmiş numunelerde yumuşama meydana getirdiğini göstermiştir. Bu durum, haddelenmiş numunelere kıyasla tatmin edici süneklikle beraber çekme dayanımını geliştiren yeniden kristallenmiş tanelerin çekirdeklenmesiyle takip edilmiştir. Ayrıca, gerilme yaşlanması uygulanmış numunelerin kırılma morfolojisi ortak bir sünek karakteristik olarak derin boşluklu yapılara sahip çekirdeklenme kontrollü kırılma mekanizmaları sunmaktadır. Ayrıca, numunelerde gerilme yaşlanma işlemi kullanıldığında çökelme sertleşmesi kinetiklerine etki edilerek, yüksek akma dayanımı ve kabul edilebilir süneklik seviyesine sahip bir içyapı elde edilebildiği gösterilmiştir. Ayrıca, gerilim yaşlanması işleminin etki süresi, geleneksel yaşlanmaya göre çok daha düşüktür ve endüstrideki kaynakların verimli kullanımı için önemli bir faktör olabilir. Ayrıca, 1 saat boyunca 120˚C'de gerilme yaşlanması uygulanmış numunenin termal iletkenliği, gerilme yaşlanması sırasında uygun çökelti yapısı oluşumu ile 99 W/mK seviyesine yükseltilmiştir.