Gavgalı, MehmetÇolak, MuratDurmuş, Melek2025-09-152025-09-1520252025Durmuş, M. (2025). A356 alüminyum döküm alaşımında demir difüzyonunun akıcılık, mekanik özellikler ve mikroyapıya etkisinin incelenmesi. (Yayımlanmamış doktora tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Konya.https://hdl.handle.net/20.500.12452/19725Doktora TeziAlüminyum döküm alaşımları, yüksek mukavemetleri, iyi dökülebilirlik özellikleri ve üstün korozyon dirençleri sayesinde otomotiv ve havacılık sektörlerinde yaygın şekilde tercih edilmektedir. Bu alaşımların mekanik performansını (çekme dayanımı, uzama, yorulma ömrü gibi) artırmak için gözeneklilik ve yapısal kusurların en aza indirilmesi büyük önem taşır. Alüminyum alaşımları, üretim sürecinden kaynaklanan veya bilinçli olarak eklenen çeşitli elementler içerebilir. Bu elementler arasında demir, mekanik özellikler üzerinde olumsuz etkileri olan en zararlı safsızlıklardan biri olarak ön plana çıkar ve miktarı kritik bir rol oynar. Demirin alüminyum içindeki sıvı fazdaki çözünürlüğü yüksek olmasına karşın, katı fazdaki çözünürlüğü oldukça düşüktür. Bu durum, demirin çoğunlukla diğer safsızlıklarla veya alaşımdaki farklı elementlerle intermetalik bileşikler oluşturarak alaşım içerisinde birikmesine yol açmaktadır. Bu tez çalışmasında, alüminyum döküm alaşımlarında demir (Fe) elementinin difüzyon etkisi, döküm sıcaklığı ve sıvı metal temizliği işlemlerinin mekanik özellikler, mikroyapı ve kimyasal bileşim üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Çalışmada A356 alüminyum alaşımı kullanılmış ve deneysel çalışmalar 700°C ve 750°C döküm sıcaklıklarında gerçekleştirilmiştir. Fe difüzyon etkisini incelemek amacıyla sade karbonlu çelik ve paslanmaz çelik çubuklar sıvı metal içine 1, 2 ve 5 saat süreyle daldırılmıştır. Ayrıca bazı numunelere gaz giderme yöntemiyle sıvı metal temizliği uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; mekanik özelliklerde (sertlik, çekme dayanımı) düşüşe ve mikroyapıda daha iri dentrit oluşumuna neden olmuştur. Fe difüzyonuna bağlı olarak β-AlFeSi ve π-AlFeSiMg gibi kırılgan intermetalik fazların oluştuğu gözlemlenmiş; bu fazların özellikle paslanmaz çelik kullanılan numunelerde daha fazla olduğu belirlenmiştir. Difüzyon süresinin artması da hem intermetalik yapıların hem de gözenek miktarının artmasına yol açmıştır. Kimyasal analizlerde, artan sıcaklık ve süreyle birlikte %Fe oranının yanı sıra paslanmaz çelik kullanımında %Cr ve %Ni oranlarında da artış tespit edilmiştir. XRD ve SEM/EDS analizleri, farklı difüzyon sürelerinin ve sıcaklıkların mikroyapıdaki faz dağılımı üzerinde belirgin etkileri olduğunu ortaya koymuştur. Gaz giderme işlemi gözenekliliği azaltmış, mekanik özellikleri iyileştirmiş, ancak intermetalik faz oluşumu üzerinde sınırlı etki göstermiştir. Sonuç olarak, Al alaşımlarında Fe difüzyonunun dikkatle kontrol edilmesi gerektiği; difüzyon süresi, çubuk tipi ve döküm sıcaklığı gibi parametrelerin, alaşımın mekanik ve yapısal özelliklerini doğrudan etkilediği belirlenmiştir.Aluminum casting alloys are widely used in the automotive and aerospace industries due to their high strength, good castability, and excellent corrosion resistance. To achieve superior mechanical properties—such as tensile strength, elongation, and fatigue life—it is crucial to minimize porosity and structural defects within the alloy. These alloys may contain various elements either intentionally added or introduced as impurities during the manufacturing process. Among these, iron stands out as one of the most detrimental impurities affecting mechanical performance, with its concentration playing a significant role. Iron exhibits high solubility in the liquid phase of aluminum but has very limited solubility in the solid phase. Consequently, most of the iron in the alloy forms intermetallic compounds by combining with other impurities or alloying elements, rather than remaining in solid solution. In this thesis study, the diffusion effect of iron (Fe) element in aluminum casting alloys, the effects of casting temperature and liquid metal cleaning processes on mechanical properties, microstructure and chemical composition were investigated. A356 aluminum alloy was used in the study and experimental studies were carried out at casting temperatures of 700°C and 750°C. In order to investigate the Fe diffusion effect, plain carbon steel and stainless steel rods were immersed in liquid metal for 1, 2 and 5 hours. In addition, liquid metal cleaning was applied to some samples by degassing method. According to the obtained results; It caused a decrease in mechanical properties (hardness, tensile strength) and coarser dendrite formation in the microstructure. It was observed that brittle intermetallic phases such as β-AlFeSi and π-AlFeSiMg were formed due to Fe diffusion; it was determined that these phases were more in samples using stainless steel. The increase in diffusion time also led to an increase in both intermetallic structures and porosity. In chemical analyzes, along with the increasing temperature and time, an increase in %Fe ratio as well as %Cr and %Ni ratios in stainless steel usage was detected. XRD and SEM/EDS analyzes revealed that different diffusion times and temperatures had significant effects on the phase distribution in the microstructure. Degassing reduced porosity and improved mechanical properties but had minimal impact on intermetallic phases. Thus, controlling Fe diffusion—through time, rod type, and casting temperature—is crucial for optimizing alloy properties.trinfo:eu-repo/semantics/openAccessAlüminyum Döküm AlaşımlarıDemir İçeriğiGeri Dönüşümİntermetalik BileşiklerSıvı Metal TemizliğiAluminium Casting AlloysIron ContentRecyclingIntermetallic CompoundsLiquid Metal CleaningDoctoral Thesis