THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF HOT ROLLED AT31 MG ALLOYS MODIFIED BY LA AND GD

Abstract

ABSTRACT

The manufacturers of this age are facing a lot of troubles in producing the materials possessing light weight and best amount of efficiency. For this purpose, magnesium is the perfect choice for the producers for replacing the materials such as steel and alloys containing aluminum and plastic materials. In this work, AT31 Mg alloy was used as major materials. After casting, homogenization heat treatment was applied at 350 degrees centigrade for 12 hours respectively. Mg-2.5Al-1.0Sn-0.3Mn-0.4La-0.16,0.66,1.33Gd alloys were produced through hot rolling process. AT31 Mg alloy with different amount Gd addition, underwent 20% deformation per pass at 1.5 m/min, 4.7 m/min and 10 m/min rolling speeds. Total number of passes is 8 for each specimen. Optical microscopy and scanning electron microscopy were done upon the rolled, grinded, polished, and etched specimen. In optical microscopy, coarse grains, fine grains, and twinning were noticed while in scanning electron microscopy, widely dispersed polygonal and spherical shaped secondary phases were noticed. Average grain size, twin fraction, Brinell hardness were found to be decreased with increased rolling speed, but ultimate tensile strength (UTS) increased by increasing rolling speed. Cleavage plane and dimples were found in fracture surface analysis and the intensity of Mg peaks was identified in XRD results.

ÖZET

Bu çağın üreticileri, hafifliği ve verimi en iyi olan malzemeleri üretmekte pek çok sıkıntıyla karşı karşıyadır. Bu amaçla, çelik ve alaşımları, alüminyum ve plastik malzemelerin yerine magnezyum, üreticiler için mükemmel bir seçimdir. Bu çalışmada ana malzeme olarak AT31 Mg alaşımı kullanılmıştır. Döküm işleminden sonra 350 santigrat derecede 12 saat homojenizasyon ısıl işlemi uygulanmıştır. Mg-2.5Al-1.0Sn-0.3Mn-0.4La-0.16,0.66,1.33Gd alaşımları sıcak haddeleme işlemi ile üretilmiştir. Farklı miktarda Gd ilaveli AT31 Mg alaşımı, 1.5 m/dk, 4.7 m/dk ve 10 m/dk haddeleme hızlarında paso başına %20 deformasyona uğramıştır. Her numune için toplam paso sayısı 8'dir. Haddelenmiş, zımparalanmış, parlatılmış ve dağlanan numune üzerinde optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu incelemesi yapılmıştır. Optik mikroskopta iri taneler, ince taneler ve ikizlenme görülürken, taramalı elektron mikroskobunda geniş çapta dağılmış poligonal ve küresel şekilli ikincil fazlar fark edilmiştir. Ortalama tane boyutu, ikizlenme fraksiyonu, Brinell sertliğinin haddeleme hızının artmasıyla azaldığı, ancak nihai çekme mukavemetinin haddeleme hızının artmasıyla arttığı bulundu. Kırık yüzey analizinde kopma düzlemi ve şeritler bulundu ve XRD sonuçlarında Mg piklerinin yoğunluğu belirlendi.