Alüminyum Alaşımlarında Sıcak Yırtılma Üzerine Kritik bir Değerlendirme
Muhammet Uludağ Mikdat Gurtaran Derya Dışpınar
AbstractALÜMİNYUM döküm alaşımlarının, otomotiv ve havacılık endüstrilerinde kritik uygulamalarda kullanımı oldukça yaygındır. Bu nedenle, güvenilir dökümlerin sürekli üretilmesiyle beraber oluşan kusurların ve var olan kusur mekanizmalarının tam olarak anlaşılması zorunludur. Alüminyum döküm alaşımları, genellikle düşük ağırlık, geri kazanılabilirlik, kolay işlenebilirlik ve düşük maliyet gibi avantajlı özelliklere sahip olduğu için, bu özelliklerin istenildiği motor bloğu ve silindir başlıkları gibi çeşitli bileşenleri üretmek amacıyla otomotiv endüstrisinde kullanılmaktadır [1]. Alüminyum alaşımlarının en yaygın sınıfı alüminyum-silisyum-bakır (Al-Si- Cu) sistemidir. Alüminyum döküm alaşımlarında belirli bir kalitenin elde edilmesi için birçok parametrenin kontrol edilmesi elzemdir. Kullanım alanına göre istenilen özelliklerin eldesi amaçlı çeşitli işlemler döküm öncesinde, döküm esnasında ve döküm sonrasında uygulanmaktadır. Sıcak yırtılma alüminyum alaşımlarında görülen ve malzeme özelliklerini olumsuz yönde etkileyen en temel kusurlardan bir tanesidir. Sıcak yırtılmanın oluşması alüminyum alaşımlarının kullanımını sınırlandırmaktadır [2, 3]. Sıcak yırtılma, çatlak oluşumunu tetiklemektedir, çünkü tane sınırlarındaki dendritler arasındaki ince sıvı film, lokalize uygulanan yük, şekil değiştirme veya gerinim oranı ve sıvıdan katıya yoğunluk değişimi nedeniyle en son katılaşan bölgede oluşmaktadır [4]. Li [5] aynı zamanda interdendritik bölgede erimiş maddenin yetersiz beslenmesi nedeniyle emici bölgede çekme gerilmelerinin rolüne vurgu yapmıştır. Yüksek derecede yırtılma, interdendritik sıvı filmin azda olsa devamlı olduğu ve geçirgenliğin daha az olduğu peltemsi bölgenin kritik bir bölgesinde oluşur [6]. Peltemsi bölgenin boyutu ve ergimiş metalin peltemsi bölge içindeki katılaşma davranışı sıcak yırtılmayı da etkiler. He ve Huang ve ark. [7, 8] tarafından, sıcak yırtılma eğiliminin katılaşmanın son aşaması sırasında var olan ötektik sıvı miktarını etkilediğini gösterilmiştir. Ötektik içeriğin belli bir miktarının (birincil taneleri tamamen çevrelemek için gerekli) mevcut olması sıcak yırtılmayı azaltır. Saveiko teorisine [9] göre, daha sonraki katılaştırmada ince ve sürekli interdendritik film varlığı ve sıcak yırtılma eğilimi düşüktür.