Magnezyum ZWX ekstrüzyon alaşımlarının havacılık uygulamaları için geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada tutuşmaya dayanıklı ZWX (Mg-Zn-Y-Ca) ekstrüzyon alaşım sistemi incelenmiştir. Değişen oranlarda Zn,Y ve Ca elementleri ile, 4 farklı magnezyum alaşımı döküm yöntemi ile üretilmiştir. Bu alaşımlara ekstrüzyon işlemi uygulanarak 8 mm çapında çubuklar elde edilmiştir. Homojenizasyon, tavlama ve yaşlandırma ısıl işlemleri gerçekleştirilmiştir. Ekstrüzyon alaşımlarının mikroyapıları, mekanik özellikleri ve tutuşma sıcaklıkları incelenmiştir. Tutuşma testleri diferansiyel termal analiz (DTA) yöntemi ve fırın kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tüm işlemlerden sonra x-ışını kırınımı (XRD), optik mikroskopi (OM) incelemeleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM) incelemeleri ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) incelemeleri gibi detaylı karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Numunelerin mekanik özellikleri mikro sertlik ve çekme testleri ile belirlenmiştir. Kalsiyum ilavesinin alaşımların tutuşma sıcaklığını önemli ölçüde arttırdığı ve tutuşma sıcaklığının 871°C'nin üzerine çıktığı görülmüştür. Çekme dayanımı değeri 330 MPa'nın üzerine çıkmış ve uzama değeri % 15-27'ye ulaşmıştır. Bu sonuçlar, bu alaşımların sivil hava taşıtı uygulamalarında büyük potansiyele sahip olduğunu göstermektedir. Bu çalışma Kore Ulusal Araştırma Vakfı (NRF) ve Bilim, Teknoloji ve Geleceği Planlama Bakanlığı (MSIT) ile İkili İşbirliği Programı kapsamında gerçekleşmiştir. Proje TÜBİTAK MAM Malzeme Enstitüsü ve Korea Institute of Industrial Technology-KITECH tarafından yürütülmüştür.

In this work, ignition resistant magnesium ZWX (Mg-Zn-Y-Ca) alloy system has been studied. By changing the element ratios of Zn, Y and Ca elements 4 different magnesium alloys were developed via gravity casting method. Extrusion was performed on the alloys and 8 mm diameter rods have been developed. Heat treatments such as homogenization, annealing and aging were also performed. The microstructures, mechanical properties and ignition temperatures of the extrusion alloys were investigated. Ignition tests were performed using differential thermal analysis (DTA) and also furnace heating. After all processes, detailed characterization studies such as x-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM) examinations, scanning electron microscopy (SEM) examinations and transmission electron microscopy (TEM) examinations were performed. Mechanical properties of the samples were determined by micro hardness and tensile tests. It is observed that the addition of calcium significantly increases the ignition temperature of the alloys and the ignition temperature increased to above 871 °C. UTS value has been reached to over 330 MPa and elongation value has been reached to 15-27%. These results indicate that these alloys have great potential in civil aircraft applications. This work was performed by The Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK) Marmara Research Center (MAM) and Korea Institute of Industrial Technology (KITECH) and funded by TUBITAK Turkey and NRF, MSIT of Korea.