THE INVESTIGATION OF MECHANICAL PROPERTIES OF ANNEALED 5005 AL ALLOYS AT DIFFERENT PARAMETERS

Abstract

ABSTRACT

The constant increase in aluminum usage in the market is a testament to its indispensable role in modern industries. Aluminum's diverse uses are due to its inherent properties, including its remarkably light weight, exceptional formabilityand commendable resistance to mechanical stress. In order to adequately meet the constantly evolving demands of the market, it has become imperative to develop novel alloys that have the ability to impart different properties according to the specific needs of each. Heat treatments are widely recognized as a means of improving the mechanical properties, dimensional stability and corrosion resistance of various aluminum alloys. The present investigation aims to investigate the effects of different heat treatments on the Al-5005 alloy. Through and comprehensive study, the microstructural composition of the alloy was carefully examined using the techniques of optical microscopy and electron spectroscopy. With the aim of evaluating the alloy's performance, a comprehensive series of mechanical evaluations was carried out, which included tensile, fatigue and hardness tests. In addition, a comprehensive wear assessment was performed to carefully assess the complexfrictional properties of the material under study. The experimental results have provided essential and remarkable insights: through carefulmicrostructural analysis, it was found that the Al-5005 alloy has a special composition that is inherently fascinating. This intriguing composition reveals the presence of tiny ferrous particles complexly embedded in the very fabric of its structure. The use of scanning electron microscopy (SEM) imaging techniques has revealed an intriguing array of discernible microstructural changes induced by the application of different heat treatments. The particles studied were subjected to a state-of-the-art analysis technique called Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDX). This advanced method enabled the identification and characterization of the elemental composition within the particles. Remarkably, the SEM-EDX analysis revealed the presence of iron and silicon and shed light on the complex chemical composition of these particles. Experimental manipulation of the heat treatment temperature from 200 °C to 400 °C resulted in a marked decrease in measured tensile strength. Under the test conditions, exposing the material to a temperature of 200 oC for exactly 60 minutes, the most favorable tensile strength of an impressive 160.8 MPa was achieved. In contrast, the least desirable result was observed when the material was exposed to a significantly higher temperature of 400 oC.

ÖZET

Alüminyum kullanımının pazarda sürekli artması, modern endüstrilerdeki vazgeçilmez rolünün bir kanıtıdır. Alüminyumun çeşitli kullanımları, olağanüstü hafifliği, olağanüstü şekillendirilebilirliği ve mekanik strese karşı övgüye değer direnci dahil olmak üzere, doğal özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Pazarın sürekli gelişen taleplerini yeterince karşılamak için, her birinin özel ihtiyaçlarına göre farklı özellikler kazandırma yeteneğine sahip yeni alaşımlar geliştirmek zorunlu hale geldi. Isıl işlemler, çeşitli alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerini, boyutsal kararlılığını ve korozyon direncini iyileştirmenin bir yolu olarak yaygın olarak kabul edilmektedir. Mevcut araştırma, farklı ısıl işlemlerin Al-5005 alaşımı üzerindeki etkilerini araştırmayı amaçlamaktadır. Kapsamlı ve kapsamlı bir çalışmayla, alaşımın mikroyapısal bileşimi, optik mikroskopi ve elektron spektroskopisi teknikleri kullanılarak dikkatlice incelendi. Alaşımın performansını değerlendirmek amacıyla, çekme, yorulma ve sertlik testlerini içeren kapsamlı bir dizi mekanik değerlendirme gerçekleştirildi. Ek olarak, incelenen malzemenin karmaşık sürtünme özelliklerini dikkatli bir şekilde değerlendirmek için kapsamlı bir aşınma değerlendirmesi yapılmıştır. Deneysel sonuçlar önemli ve dikkat çekici bilgiler sağladı: dikkatli mikroyapısal analizler sonucunda, Al-5005 alaşımının doğası gereği büyüleyici olan özel bir bileşime sahip olduğu bulundu. Bu ilgi çekici kompozisyon, yapısının dokusuna karmaşık bir şekilde gömülü olan küçük demir parçacıklarının varlığını ortaya koyuyor. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleme tekniklerinin kullanımı, farklı ısıl işlemlerin uygulanmasıyla indüklenen ilgi çekici bir dizi ayırt edilebilir mikroyapısal değişikliği ortaya çıkarmıştır. İncelenen parçacıklar, Taramalı Elektron Mikroskobu-Enerji Dağıtıcı X-ışını Spektroskopisi (SEM-EDX) adı verilen son teknoloji analiz tekniğine tabi tutuldu. Bu gelişmiş yöntem, parçacıklar içindeki temel bileşimin tanımlanmasını ve karakterizasyonunu sağladı. Dikkat çekici bir şekilde, SEM-EDX analizi demir ve silikonun varlığını ortaya çıkardı ve bu parçacıkların karmaşık kimyasal bileşimine ışık tuttu. Isıl işlem sıcaklığının 200 °C'den 400 °C'ye deneysel manipülasyonu, ölçülen gerilme mukavemetinde belirgin bir düşüşle sonuçlandı. Test koşulları altında, malzeme tam olarak 60 dakika boyunca 200 oC'lik bir sıcaklığa maruz bırakıldığında, etkileyici bir 160,8 MPa'lık en uygun gerilme mukavemeti elde edildi. Tersine, en az arzu edilen sonuç, malzeme 400 oC gibi önemli ölçüde daha yüksek bir sıcaklığa maruz bırakıldığında gözlemlendi.