Effects of Solidification Rate on Microstructure and Mechanical Properties with Sb at Different Ratio of AZ91 Quality Mg Alloy

Abstract

Öz Mevcut kullanım alanları gün geçtikçe artış gösteren Mg alaşımlarının, teknolojik gelişmelere uyum sağlayabilmesi için mekanik özellikler bakımından daha fazla geliştirilmesi gerekliliği ortaya çıkmıştır. Günümüzde çözünebilir biyo-malzeme olarak sağlık alanında da kullanılmaya başlayan Mg ve alaşımlarına kazandırılan fiziksel ve mekanik özellikler malzemenin kullanım ömrünü tayin etmektedir. Dolayısıyla bu çalışmada, AZ91 serisi Mg alaşımına farklı oranlarda (%0.2-%0.5 ve %1.0) Sb elementi ilavesi ve katılaşma hızının da etkisiyle mekanik özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışmanın neticesinde sonuçlar incelendiğinde; AZ91 alaşımının genel olarak tane yapısının α-Mg ve tane sınırları boyunca yayılan β-Mg17Al12 fazından oluştuğu saptanmıştır. Hızlı soğumanın tane yapısında küçülmelere sebep olduğu bununla birlikte tane sınırlarında bulunan Mg17Al12 intermetalik fazının incelip parçalandığı tespit edilmiştir. Tespit edilen bu etkilerin neticesinde de alaşımın çekme, akma ve uzama değerlerinde artışın olduğu gözlenmiştir. Bununla birlikte AZ91 alaşımına ilave edilen Sb ile yapıda Mg3Sb2 fazı oluşmuştur. Bu intermetalik fazın yapıda meydana getirdiği değişiklikler ile alaşımın mekanik özelliklerinde artış izlenmiştir. AZ91 alaşımının çekme dayanımı Sb ilavesi ile 163 MPa seviyelerinden 217 MPa seviyelerine kadar iyileşmiştir. Sb ilavesiyle AZ91 alaşımında sertlik değerleri yaklaşık 57 HV değerlerinden 81 HV değerlerine yükselmiştir.

AZ91 Mg Alaşımlarının Mikroyapısındaki İntermetalik ve Ötektik Fazların Görüntü İşleme Teknikleriyle Otomatik Tespiti

“…Then, it was determined that the eutectic phase intervals in the image are between 180 and 300 degrees according to the Hue component of the HSL color space shown in Fig. (6), and a Hue filter function was developed accordingly, as shown in Algorithm 1. Thus, all pixel areas other than the eutectic phases are painted white, removing unnecessary details on the image.…”

“…There have been some studies on improving the mechanical properties of AZ91 alloys by alloying. Elen, in his study, reported that the mechanical properties of 𝑆𝑏 and 𝐵𝑖 elements added at different rates in the AZ91 alloy improved [3]. Candan et al, in their studies, found that the 𝑇𝑖 element increases the mechanical properties (tensile stress up to 18% and yield stress up to 47%) [4].…”

“…SEM images and EDX analysis of AZ91 are given in Fig. (3). When the SEM images were examined, the particles dispersed on the main matrix phase were detected.…”

“…In his study, Türen reported that the Ultimate tensile strength (UTS) and yield strength (YS) values of the alloy increased with the addition of 𝑆𝑛 to AZ91 [5]. In addition, it has been proven by studies [3,[6][7][8] that in general, Mg-alloys exhibit different mechanical properties with the change of cooling rate. It has been reported in studies [3,6,8] that the effect of cooling rate is very important in the development of microstructure and mechanical properties of AZ91 alloys.…”

“…In addition, it has been proven by studies [3,[6][7][8] that in general, Mg-alloys exhibit different mechanical properties with the change of cooling rate. It has been reported in studies [3,6,8] that the effect of cooling rate is very important in the development of microstructure and mechanical properties of AZ91 alloys.…”