AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThe results indicated that both hardness and tensile strength increased up to 10 hours of aging, after which they decreased.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
In this study, the effect of artificial aging heat treatment on the mechanical properties and microstructure of the precipitation-hardenable AA2024 aluminum alloy was experimentally investigated. The specimens were subjected to solution treatment at 500 °C for 2 hours, followed by rapid water quenching. Artificial aging was subsequently applied at 190 °C for 5, 10, and 15 hours. After each aging process, Brinell hardness and tensile tests were performed, and the microstructures were examined using scanning electron microscopy (SEM). The results indicated that both hardness and tensile strength increased up to 10 hours of aging, after which they decreased. The highest hardness (109.77 HB) and yield strength (170.34 MPa) were observed at 10 hours. SEM images revealed that the 10-hour aged samples exhibited uniformly fine precipitates, whereas the 15-hour samples contained coarser and less coherent precipitates, which reduced the mechanical performance. This study emphasizes the importance of precise control of aging parameters and proposes recommended heat treatment conditions for AA2024.
Özet
Bu çalışmada, çökelme sertleşmesi mekanizmasına sahip AA2024 alüminyum alaşımına uygulanan yaşlandırma ısıl işleminin, malzemenin mekanik özellikleri ve mikroyapısı üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışma kapsamında, AA2024 alaşımı 500 °C’de 2 saat süreyle çözeltiye alınmış, ani su verme işlemine tabi tutulmuştur. Sonrasında ise 190 °C sıcaklıkta sırasıyla 5, 10 ve 15 saat süreyle yapay yaşlandırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Her yaşlandırma süresi sonunda Brinell sertlik ölçümleri yapılmış, çekme testleri gerçekleştirilmiş ve mikroyapısal karakterizasyon taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, yaşlandırma süresinin artmasıyla birlikte önce sertlik ve çekme dayanımının yükseldiğini, ancak 10 saatin ardından bu değerlerde düşüş başladığını göstermektedir. Özellikle 10 saatlik yaşlandırmanın, en yüksek sertlik (109.77 HB) ve akma dayanımı (170.34 MPa) değerlerini sağladığı gözlemlenmiştir. SEM analizleri de bu durumu desteklemekte olup, 10 saatlik yaşlandırmada çökeltilerin homojen, ince ve matrisle uyumlu dağıldığı; 15 saatlik yaşlandırmada ise çökeltilerin büyüyerek matrisle uyumsuz hale geldiği ve mekanik performansı olumsuz etkilediği görülmüştür. Bu çalışma, yaşlandırma süresinin hassas kontrolünün, yüksek performanslı uygulamalar için kritik olduğunu ortaya koymakta ve AA2024 alaşımı için önerilen optimum ısıl işlem parametrelerini sunmaktadır.