6005 serisi alüminyum alaşımlarında farklı sıcaklıklarda yapılan yaşlandırma işleminin malzemenin mikroyapısına ve mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi

Bu çalışmada, ekstrüzyon yöntemi ile üretilip iki farklı soğutma yöntemi (kendiliğinden soğutma ve fanlı/sprey su ile soğutma) uygulanan AA6005 alüminyum alaşımında, farklı sıcaklık ve sürelerde yapılan yaşlandırma işlemlerinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi araştırılmıştır. İlk olarak sanayide biyet olarak adlandırılan alüminyum kütüklerin döküm işlemi yapılmıştır Biyetler yarı sürekli döküm yöntemiyle 178 mm çapında, 7 m boyunda üretilmiş olup homojenizasyon işlemi uygulanmış ve üretime uygun ölçülerde kesilmiştir. Ekstrüzyona girmeden önce biyetler çalışma sıcaklığına kadar ısıtılmıştır. Ekstrüzyon sonrası 4 mm kalınlığında lama profil üretilmiştir. Profillerin bir kısmı kendiliğinden, bir kısmı fan ve sprey su ile soğutulmuştur. Ekstrüzyon sonrası 7000 mm boyunda elde edilen profiller gerilerek 3000 mm'ye, ardından yaşlandırma için 500 mm'ye kesilmiştir. Numuneler, soğuma türüne göre işaretlenmiştir. 165°C, 180°C, 210°C, 230°C'de 1–10 saat arası suni yaşlandırmaya tabi tutulmuştur. Çekme testleri için standartlara uygun şekilde CNC ile 300 mm numuneler çıkarılmıştır. Çekme testleri yapılmıştır. Çekme ve akma mukavemetleri kaydedilmiştir. Sertlik ölçümleri ekstrüzyon yönüne paralel yapılmıştır. Numuneler optik analiz yapılmak üzere sıcak bakalite alınmıştır. Örnekleme çökelti boyutu dağılımı incelenmiştir. Kimyasal bileşim spektral ve XRF analizleri ile doğrulanırken örnekleme SEM/EDS ile daha ileri mikro yapısal karakterizasyon yapılmıştır. Düşük sıcaklıklarda yapılan yaşlandırma işleminin süre arttıkça yapıya mukavemet kazandırdığı, yüksek sıcaklıklarda yapılan yaşlandırma işleminin ise ilk saatlerde hızla mukavemet kazandırdığı, sürenin artmasıyla aşırı yaşlanmaya uğrayarak mukavemetin bir miktar düştüğü veya belirgin bir şekilde değişmediği görülmüştür.

In this study, the effects of aging treatments carried out at different temperatures and durations on the microstructure and mechanical properties of AA6005 aluminum alloy, produced by the extrusion method and cooled by two different methods (natural cooling and fan/spray water cooling), were investigated. First, the casting of aluminum billets, known in industry as ingots, was performed. The billets were produced by semi-continuous casting with a diameter of 178 mm and a length of 7 m, homogenized, and cut into suitable sizes for production. Before extrusion, the billets were heated to the working temperature. After extrusion, 4 mm thick flat profiles were obtained. Some of the profiles were left to cool naturally, while others were cooled by fan and spray water. The profiles, initially produced at 7000 mm length, were stretched, cut into 3000 mm lengths, and then further cut to 500 mm for aging. The samples were marked according to cooling type. Artificial aging was applied at 165°C, 180°C, 210°C, and 230°C for durations ranging from 1 to 10 hours. For tensile testing, 300 mm specimens were prepared with CNC machines in accordance with standards. Tensile and yield strength values were recorded. Hardness measurements were performed parallel to the extrusion direction. Samples were hot-mounted for optical analysis. The distribution of precipitate sizes was examined. The chemical composition was verified by spectral and XRF analyses, while further microstructural characterization was conducted with SEM/EDS. As a result, it was observed that aging treatments performed at low temperatures increased the strength of the structure over time, while aging at high temperatures rapidly increased the strength in the initial hours, and then, as the duration increased, overaging occurred, leading to a slight decrease or no significant change in strength.