KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi / 2025 / Cilt: 3 Sayı: 2

AA 2024 Alüminyum Alaşımının Çökelme Sertleşmesinde Yaşlandırma Süresinin Mekanik ve Mikroyapısal Özelliklere Etkisi

The Effect of Aging Time on Mechanical and Microstructural Properties in Precipitation Hardening of AA 2024 Aluminum Alloy

Gökhan Aköz(KIRSEHIR AHI EVRAN UNIVERSITY)0009-0007-2686-1270
Başak Tuna(KIRSEHIR AHI EVRAN UNIVERSITY)0000-0003-0366-8842
Ali Osman Kurban(KIRSEHIR AHI EVRAN UNIVERSITY)0000-0003-0537-3896
Sayfa
60–71
Yayın Tarihi
2025-12-31
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Elde edilen sonuçlar, yaşlandırma süresinin artmasıyla birlikte önce sertlik ve çekme dayanımının yükseldiğini, ancak 10 saatin ardından bu değerlerde düşüş başladığını göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, çökelme sertleşmesi mekanizmasına sahip AA2024 alüminyum alaşımına uygulanan yaşlandırma ısıl işleminin, malzemenin mekanik özellikleri ve mikroyapısı üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Deneysel çalışma kapsamında, AA2024 alaşımı 500 °C’de 2 saat süreyle çözeltiye alınmış, ani su verme işlemine tabi tutulmuştur.
💡
Sonuç & Katkı:Elde edilen sonuçlar, yaşlandırma süresinin artmasıyla birlikte önce sertlik ve çekme dayanımının yükseldiğini, ancak 10 saatin ardından bu değerlerde düşüş başladığını göstermektedir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:AA2024 alüminyum alaşımı · Çökelme sertleşmesi · Yaşlandırma işlemi

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.

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.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Aköz, G., Tuna, B., Kurban, A. O. (2025). AA 2024 Alüminyum Alaşımının Çökelme Sertleşmesinde Yaşlandırma Süresinin Mekanik ve Mikroyapısal Özelliklere Etkisi. Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt: 3 Sayı: 2, 60–71. https://ajindex.com/articles/1645922

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (23)

  1. Abbass, M. K. (2012). Effect of aging time on the mechanical properties of friction stir spot welding of Al-alloy (AA2024). International Journal of Engineering Research and Applications, 2(3), 1366–1374. https://www.ijera.com/papers/Vol2_issue3/IB2313661374.pdf
  2. Afzal, N., Shah, T., & Ahmad, R. (2013). Microstructural features and mechanical properties of artificially aged AA2024. Strength of Materials, 45(6), 684–692. https://doi.org/10.1007/s11223-013-9504-4
  3. Akyüz, B., & Şenaysoy, S. (2014). Alüminyum alaşımlarında yaşlandırma işleminin mekanik özellikler ve işlenebilirlik üzerindeki etkisi [Effect of aging treatment on the mechanical properties and machinability of aluminum alloys]. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 1(1), 18–30.
  4. Alexopoulos, N. D., Proiou, A., Examilioti, T., Kashaev, N., Riekehr, S., & Kourkoulis, S. K. (2016). Effect of artificial aging on the mechanical performance of (Al–Cu) 2024 and (Al–Cu–Li) 2198 aluminum alloys. Procedia Structural Integrity, 2, 3782–3790. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2016.06.470
  5. Alexopoulos, N. D., Velonaki, Z., Stergiou, C. I., & Kourkoulis, S. K. (2017). Effect of ageing on precipitation kinetics, tensile and work hardening behavior of Al–Cu–Mg (2024) alloy. Materials Science and Engineering: A, 700, 457–467. https://doi.org/10.1016/j.msea.2017.05.090
  6. Avner, S. H. (1974). Introduction to physical metallurgy (2nd ed.). McGraw-Hill, New York.
  7. Coşkun, A. (2020). Yaşlandırılan AA 2024 alüminyum alaşımının soğuk, ılık ve sıcak deformasyon kabiliyetinin incelenmesi [Master’s thesis, Karabük University]. Council of Higher Education Thesis Center (YÖK).
  8. El Garchani, F. E., Lgaz, H., Kaya, S., Lee, H. S., Ibrahim, S. M., Chafiq, M., Ko, Y. G., & Kabiri, M. R. (2023). Effects of heat treatment on the corrosion behavior and mechanical properties of aluminum alloy 2024. Journal of Materials Research and Technology, 25, 1355–1363. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.05.278
  9. Fallah Tafti, M., Sedighi, M., & Hashemi, R. (2018). Effects of natural ageing treatment on mechanical, microstructural and forming properties of Al 2024 aluminum alloy sheets. Iranian Journal of Materials Science & Engineering, 15(4), 1–9. https://doi.org/10.22068/ijmse.15.4.1
  10. Guía-Tello, J. C., Garay-Reyes, C. G., Rodríguez-Cabriales, G., Medrano-Prieto, H. M., Ruiz-Esparza-Rodríguez, M. A., García Hernández, L. J., & Martínez-Sánchez, R. (2022). Effect of plastic deformation on the precipitation sequence of 2024 aluminum alloy. Journal of Materials Science, 57(4), 2180–2193. https://doi.org/10.1007/s10853-021-06689-1
  11. Güven, Ş. Y., & Delikanlı, Y. E. (2012). AA2024 alüminyum alaşımında çökelme sertleşmesinin mekanik özelliklere etkisi [Effect of precipitation hardening on the mechanical properties of AA2024 aluminum alloy]. SDÜ Teknik Bilimler Dergisi, 2(4), 13–20.
  12. Haghdadi, F., Jamaati, R., & Hosseinipour, S. J. (2024). Achieving high strength in AA2024 alloy by natural aging and asymmetric cold rolling. Results in Engineering, 24, 103488. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.103488
  13. Majumdar, S., Sinha, A., Das, A., Datta, P., & Nag, D. (2024). An insight view of evolution of advanced aluminum alloy for aerospace and automotive industry: Current status and future prospects. Journal of The Institution of Engineers (India): Series D. https://doi.org/10.1007/s40033-024-00852-z
  14. Pabandi, H. K., Jashnani, H. R., & Paidar, M. (2018). Effect of precipitation hardening heat treatment on mechanical and microstructure features of dissimilar friction stir welded AA2024-T6 and AA6061-T6 alloys. Journal of Manufacturing Processes, 31, 214–220. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2017.11.019
  15. Radutoiu, V., Mihail, M., & Simion, C. (2015). Influence of the artificial aging on mechanical properties of aluminum alloys. Procedia Manufacturing, 3, 3940–3947. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2015.07.923
  16. Reis, D. A. P., Couto, A. A., Domingues Jr., N. I., Hirschmann, A. C. O., Zepka, S., & Moura Neto, C. (2012). Effect of artificial aging on the mechanical properties of an aerospace aluminum alloy 2024. Defect and Diffusion Forum, 326–328, 193–198. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/DDF.326-328.193
  17. Ro, Y. J., Begley, M. R., Gangloff, R. P., & Agnew, S. R. (2006). Effect of aging on scale-dependent plasticity in aluminum alloy 2024. Materials Science and Engineering: A, 435–436, 333–342. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.07.102
  18. Roodgari, M. R., & Jamaati, R. (2023). A technique to achieve an excellent strength–ductility balance in AA2024 alloy. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 23(1), 12. https://doi.org/10.1007/s43452-022-00553-y
  19. Siqueira, M. L., da Silva, A., de Lourdes Noronha Motta Melo, M., & Rodrigues, G. (2019). Mechanical properties analysis of Al2024 alloy submitted to different aging time and different cold plastic deformation degree. Materials Research, 22(4), e20180598. https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2018-0598
  20. Soni, R., Verma, R., Garg, R. K., & Sharma, V. (2024). A critical review of recent advances in the aerospace materials. Materials Today: Proceedings, 113, 180–184. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.08.108
  21. Varol Özkavak, H., & Bıçaklı, E. E. (2018). Tam yoğun ve toz metal 2024 alüminyum alaşımının mekanik özelliklerine yaşlandırma işleminin etkisi [Effect of aging treatment on the mechanical properties of fully dense and powder metallurgy 2024 aluminum alloy]. Journal of Engineering Sciences and Design, 6(4), 650–658. https://doi.org/10.21923/jesd.428150
  22. Yücel, İ. (2024). Effects of quenching and aging conditions on the hardening behavior of 2024 Al alloy [Master’s thesis, Atılım University]. Council of Higher Education Thesis Center (YÖK).
  23. Zhou, Y., Xiong, H., Jiang, J., Yang, S., Tan, Z., Kong, C., & Yu, H. (2023). Effect of pre-aging on microstructure and mechanical properties of cryorolled AA2024 sheets. JOM, 75(8), 2935–2949. https://doi.org/10.1007/s11837-022-05616-2