SEARCH RESULT

Surface of most liquid metals is covered by a film that forms as a result of the reaction of atmosphere with the metal. These films are harmless as long as they remain on the surface. However, they can be entrained into the bulk of the melt when the surface is disturbed, such as with additions to the melt, and/or when new surfaces are created, such as during pouring. These entrained films are called bifilms because of their double, film-on-film nature [1]. In aluminum alloys, they remain in the liquid and have a deleterious effect on casting quality, mechanical properties and performance of castings. To produce high quality aluminum castings, it is essential to start with a melt that is substantially free from bifilms and bifilm-opening agents such as hydrogen dissolved in liquid aluminum and intermetallics such as Fe-containing phases [2]. When initial melt quality is poor and/or significant damage is given to liquid metal, casting suffer from defects, such as pores, inclusions and hot tears. Although pores and hot tears have been traditionally regarded as intrinsic defects [3], i.e., occurring as a result of metal properties, recent research [1] has shown that the root cause of pores and hot tears are bifilms. Moreover in situ experiments with solidifying transparent liquids have shown that hot tears are initiated by pores or inclusions. Strontium is added to Al-Si alloys so that the morphology of Si eutectic changes from acicular to fibrous with the intention of improving mechanical properties [4, 5]. However, Sr additions have been reported [6] to increase porosity in Al castings. Some users have even reported that the increased porosity more than negates any beneficial effects of Sr, and consequently they abandoned modification by Sr [7]. Bifilms in the melt and Sr additions interact to initiate pores in Al-Si alloys [8].

International Symposium on Light Alloys and Composite Materials
UHAKS

Muhammet Uludağ Remzi Çetin Derya Dışpınar

Bifilmler, döküm için kullanılan ingottan ve ergiyikten gelip veya döküm esnasında türbülans nedeniyle oluşup yapıya dahil olup alüminyum döküm alaşımlarının mekanik ve mikroyapı özelliklerini olumsuz yönde etkileyen bir kusurdur. Bifilmler oksit filmlerin katlanmasıyla yapıya dahil olmakta ve yapı içerisinde açılıp porozite oluşumunu başlatmaktadır. Bu sebepten yapıyı bifilmlerden temizlemek elzemdir [1]. Bifilmleri yapıdan temizlemek için yapıda var olan hidrojenin gaz giderme yoluyla uzaklaştırılması, tane inceltici Ti master alaşımlarının ilavesi, Sr modifikasyonu gibi işlemler uygulanmaktadır. Hidrojen, döküm esnasında ve sonrasında yapıya kolayca difüze olmakta ve porozite oluşumunu tetikleyici yönde etkilemektedir [2]. Hidrojen gaz giderme işlemi ile yapıdan uzaklaştırılırken bifilmler de hidrojenle beraber kısmen temizlenmiş olmaktadır [3]. Tane inceltici Ti master alaşımlarının ilavesi ile bifilmlerin pota dibinde birikmesi sağlanmaktadır. Yoğunluğu alüminyum alüminyumdan büyük olan titanyum potanın alt kısmına doğru hareket ederken beraberinde bifilmleri de götürmekte ve yapıyı kısmen temizlemektedir [4]. Dökülebilirliği ve dolayısıyla döküm kalitesini arttırmak için Al-Si alaşımları Sr ile modifiye edilmektedir [5,6]. Modifiye işleminde gevrek Si taneciklerinin yönlenmeleri Sr tarafından kısıtlanmakta ve daha sünek bir yapı meydana getirmektedir. Bu çalışmada, Al7Si0,3Mg alaşımına Sr modifiye edilerek ilave sonrası sıvı durumda tutma zamanının döküm kalitesine etkisi incelenmiştir. Dökümlerde 5kW gücünde elektrikli direnç ocağı ve A50 boyutunda 22 kg kapasiteli SiC pota kullanılmıştır. Alaşım 740°C’ye getirildikten sonra Sr ilavesi gerçekleştirilmiş ve ardından 20, 40, 60 ve 120 dakika beklenerek dökümler gerçekleştirilmiştir. Dökümlerden önce Alspek marka hidrojen ölçüm cihazı ile sıvı metalde çözünmüş hidrojen miktarı ölçülmüştür. Hidrojen ölçümünden sonra ilk olarak azaltılmış basınç test kalıplarına dökümler gerçekleştirilmiştir. Bu kalıplardan elde edilen numuneler üzerinde bifilm ölçümleri yapılarak bifilm indeks hesaplamaları yapılmıştır. Son olarak da basamak tipli kum kalıplara dökümler gerçekleştirilmiştir. 30X60X120 mm ölçülerindeki en kalın basamak kesiti üzerinde yoğunluk hesaplamaları yapılmıştır. Tüm ölçümlerden elde edilen sonuçların sıvı durumda bekletme zamanına göre değişimleri incelenmiş ve sonuçlara Şekil 1’de sunulmuştur.

International Symposium on Light Alloys and Composite Materials
UHAKS

Muhammet Uludağ Remzi Çetin Lokman Gemi Derya Dışpınar