Al-10Si-xMg Alaşımının CALPHAD Metodolojisi ile Termodinamik Karakterizasyonu

Abstract

Özet: Alüminyum ve alaşımları düşük yoğunluk, yüksek spesifik mukavemet, korozyon dayanımı, yüksek elektriksel ve ısıl iletkenlik özelliklerinden dolayı otomotiv, havacılık ve uzay, savunma sanayilerinde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Genellikle malzemelerin mukavemetlerinin artırılması bakımından, alüminyum alaşımlarında ısıl işlem ve deformasyon prosesleri uygulanmaktadır. Magnezyum ve bakır alaşım elementlerinin ilavesi ile alüminyum alaşımlarında kayda değer bir mukavemet artışı sağlanabilmektedir. Malzemelerin özellikleri; malzemelerin kimyasal kompozisyonlarına, proseslerine ve mikroyapılarına bağlı olarak değişmektedir. Bu modelleme ve simülasyon çalışmasında, Al-10Si-xMg alaşımında değişen % ağırlıkça Mg oranlarının malzeme üzerindeki etkisi incelenmiş ve CALPHAD metodolojisinin kullanımı ile termodinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Modelleme ve simülasyon çalışmalarında Thermo-Calc yazılımı 2021a versiyonundaki TCAL7.1 alüminyum veri tabanı kullanılmıştır. Al-10Si-xMg alaşımında değişen % ağırlıkça Mg oranının liküdüs, solidüs ve Al-Si alaşımlarında görülen ötektik reaksiyon sıcaklıklarına etkisi incelenmiştir. Ayrıca ısıl işlem ile mukavemet artışı sağlayan Mg2Si çökeltilerinin oluşum sıcaklıkları ve miktarları belirlenerek Türkçe literatüre katkı sağlanması düşünülmüştür.

Ultrasonik atomizasyon: toz üretiminde alternatif bir yol

“…Bu nedenle, ilgili parametrelerin optimizasyonunun doğru yapılmaması istenmeyen boyutta ve özelliklerde toz oluşumuna sebep olacaktır [43,44]. Alaşımların kimyasal kompozisyonlarındaki değişime bağlı olarak ayrıca hesaplanması gereken bu malzeme özellikleri, Hesaplamalı Malzeme Mühendisliği (HMM) yardımıyla sayısal modelleme ortamında güvenilir termodinamik veriler ile hesaplanabilmektedir [45][46][47][48]. HMM ile alaşım ve kimyasal kompozisyon oranına göre güvenilir olarak hesaplanan yüzey gerilimi ve viskozite değeri, ultrasonik tablada oluşturulacak dalga frekansının doğrudan belirlenmesi ve buna bağlı tozların nihai özelliklerinin öngörülerek prosesin istenilen doğrultuda gerçekleştirilip sonuçlanmasına olanak sağlamaktadır [49].…”

Al-7Si-0.3Mg Alaşımının Isıl İşlem Prosesinin Calphad Metodolojisi ile Modellenmesi ve Simülasyonu

“…Günümüz mühendislik çalışmalarında, modelleme ve simülasyon analizleri ile mühendislik problemlerinin çözümlenmesinin önemi giderek artmaktadır. Dijital tasarım süreçleri, mühendislik parçalarının kimyasal bileşiminden yola çıkılarak üretimi, imalat zinciri döngüleri, nihai işlemler ve servis koşullarının bir bütün olarak bilgisayar ortamında dijital ikizlerinin oluşturulmasına dayanmaktadır [11,12]. Bu yaklaşım ile mühendislik parçalarının tasarım ve optimizasyon çalışmalarında; olası hatalar engellenmekte, optimum proses parametreleri ve nihai malzeme özellikleri saptanmakta, çevresel kaygılar azaltılmakta, enerji verimliliği ve maliyet tasarruf çalışmaları yapılmaktadır.…”

Investigating the Effect of Heat Treatment on the Cold Forging of 27mnb4 Steel via Calphad Methodology and Fem

“…To this end, CALPHAD-based computational tools such as Thermo-Calc software aid the process design stage by performing thermodynamic and thermokinetic calculations that generate reliable materials data. In addition, such tools reduce the number of experiments and tests, resulting in a more economical and practical process [4,5,6].…”