Journals / Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi / 2023 / Cilt: 15 - Sayı: 1

Grain Refiners Production with Powder Metallurgy Method and Investigation of Casting Performance

Toz Metalurjisi Yöntemi ile Tane İnceltici Üretimi ve Döküm Performansının İncelenmesi

Pages
151–163
Publication Date
2023-01-31
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

In addition, it has been determined that the grain refiners produced by the powder metallurgy method increase the hardness of the cast part between 10% and 15%.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Grain refinement applied to aluminum and its alloys is a process used to improve the mechanical and castability properties of cast aluminum alloys.
📊
Key Findings & Data:In this study, the effects of grain refiners produced by powder metallurgy method on grain refinement performance of Etial 180 (LM2) alloy were investigated.
💡
Conclusion & Impact:In addition, it has been determined that the grain refiners produced by the powder metallurgy method increase the hardness of the cast part between 10% and 15%.
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Aluminyum Alaşımları · Tane İnceltme · Toz Metalurjisi

Abstract

Grain refinement applied to aluminum and its alloys is a process used to improve the mechanical and castability properties of cast aluminum alloys. Commercially, master alloys produced by melting aluminum halide salts containing titanium and boron are used. In this study, the effects of grain refiners produced by powder metallurgy method on grain refinement performance of Etial 180 (LM2) alloy were investigated. Grain refiners, which can be alternatives to commercially used Al5Ti1B and Al8B master alloys, were produced by powder metallurgy method and their performances were compared. For this purpose, four different grain refiners with Al25Ti, Al25B, Al5Ti1B and Al5Ti5B compositions were developed and sintered under atmosphere at different temperatures. Subsequently, the performance of the grain refiners produced was investigated by casting process in a permanent mold using Etial 180 alloy. As a result of the study, it has been determined that the grain refiners produced by powder metallurgy significantly reduce the grain size of the alloy and provide performance as much as the commercially used grain refiner. It has been observed that the grain refiners produced using the powder metallurgy method reduce the grain size of the cast alloy up to ~85% compared to the initial situation. In addition, it has been determined that the grain refiners produced by the powder metallurgy method increase the hardness of the cast part between 10% and 15%.

Özet

Alüminyum ve alaşımlarına uygulanan tane inceltme işlemi özellikle döküm alüminyum alaşımların mekanik ve dökülebilirlik özelliklerini iyileştirmede kullanılan bir işlemdir. Ticari olarak alüminyumun titanyum ve bor içeren halojenür tuzların ergitilmesi ile üretilen master alaşımlar kullanılmaktadır. Bu çalışmada toz metalürjisi yöntemi ile üretilen tane incelticilerin Etial 180 (LM2) alaşımının tane inceltme performansı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ticari olarak kullanılan Al5Ti1B ve Al8B master alaşımına alternatif olabilecek tane incelticiler toz metalürjisi yöntemi ile üretilmiş ve performansları karşılaştırılmıştır. Bu amaçla Al25Ti, Al25B, Al5Ti1B ve Al5Tİ5B bileşimlerine sahip dört farklı tane inceltici geliştirilmiş ve farklı sıcaklıklarda atmosfer altında sinterlenmiştir. Akabinde üretilen tane incelticilerin performansı Etial 180 alaşımı kullanılarak kokil kalıba gerçekleştirilen döküm işlemi ile incelenmiştir. Çalışma sonucu toz metalurjisi ile üretilen tane incelticilerin alaşımın tane boyutunu önemli oranda azalttığı ve ticari olarak kullanılan tane inceltici kadar performans sağladığı tespit edilmiştir. Toz metalürjisi yöntemi kullanılarak üretilen tane incelticiler ile döküm alaşımın tane boyutunu başlangıç duruma göre ~%85’e kadar azalttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca toz metalürjisi yöntemi ile üretilen tane incelticilerin döküm parçanın sertliğini %10 ile %15 arasında artırdığı tespit edilmiştir.

🔖

Cite This Article

CAN, R., KOCAMAN, E., KUNDURACI, N., KURNAZ, C. (2023). Grain Refiners Production with Powder Metallurgy Method and Investigation of Casting Performance. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, Cilt: 15 - Sayı: 1, 151–163. https://ajindex.com/articles/889044

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (11)

  1. ESER, U.A., (2019).Alümiyum ve Silisyum Alaşımlarında Bor İle Tane İnceltme.Yıldız Teknik Üniversitesi.
  2. Sigworth, G.K., & T.A. Kuhn, (2007). GRAIN REFINEMENT OF ALUMINUM CASTING ALLOYS. Teke,, M. Çolak,, M. Taş, & M. İpek, (2019). Modeling of the impact of initial mold temperature, Al5Ti1B and Al10Sr additions on the critical fraction of solid in die casting of aluminum alloys using fuzzy expert system. Acta Physica Polonica A, 135(5), 1105–1107.
  3. Samuel, A.M.,, S.S. Mohamed,, H.W. Doty,, S. Valtierra, & F.H. Samuel, (2018). Effect of melt temperature on the effectiveness of the grain refining in Al-Si castings. Advances in Materials Science and Engineering, 2018.
  4. Davies, I.G.,, J.M. Dennis, & A. Hellawell, (1970). The nucleation of aluminum grains in alloys of aluminum with titanium and boron. Metallurgical Transactions, 1(1), 275–280.
  5. BAHADIR, A., (2021).Ötektik Alüminyum-Silisyum Alaşımının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Titanyum-Bor İlavesinin Etkisi.Karabük Üniversitesi. Ferhat GÜL, (2014). AlSi10Mg Döküm Alaşımlarının Bazı Mekanik Özellikleri Üzerine İkincil Yaşlandırma İşleminin Etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 18(1), 30–37.
  6. ŞENEL, L., (2004).Al-Si döküm alaşımlarının sıkıştırma döküm yöntemi ile mikroyapı ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi.Gazi Üniversitesi.
  7. Murty, B.S.,, S.A. Kori, & M. Chakraborty, (2002). Grain refinement of aluminium and its alloys by heterogeneous nucleation and alloying.(1), 3–29.
  8. Quested, T.E.,, A.T. Dinsdale, & A.L. Greer, (2006). Thermodynamic evidence for a poisoning mechanism in the Al–Si–Ti system. Materials Science and Technology, 22(9), 1126–1134.
  9. Qiu, D.,, J.A. Taylor,, M.X. Zhang, & P.M. Kelly, (2007). A mechanism for the poisoning effect of silicon on the grain refinement of Al-Si alloys. Acta Materialia, 55(4), 1447–1456.
  10. Çolak, M., (2020). TANE İNCELTİCİ ve MODİFİYE EDİCİ İLAVELİ ÖTEKTİK AL-Sİ ALAŞIMININ KUM KALIBA DÖKÜMÜNDE MODELLEME TEKNİKLERİ İLE KRİTİK KATI ORANININ BELİRLENMESİ. TURAN: Stratejik Arastirmalar Merkezi, 12(48), 541–548.
  11. Bolzoni, L., & N. Hari Babu, (2020). On the grain refining efficacy of Ti-free hypoeutectic AlSi via AlTiB, AlB and AlNbB chemical inoculation. Journal of Alloys and Compounds, 817 152807. Birol, Y., (2008). Production of Al-Ti-B grain refining master alloys from Na2B4O7 and K2TiF6. Journal of Alloys and Compounds, 458(1–2), 271–276. Naglič, I.,, A. Smolej,, M. Doberšek, & P. Mrvar, (2008). The influence of TiB2 particl