SAC METAL ŞEKİLLENDİRME KALIPLARINDA KULLANILAN BİZMUT-KALAY DÖKÜM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Year 2017, Volume: 22 Issue: 3, 11 - 20, 08.12.2017

İsmail Durgun Kurtuluş Yiğit , Hakan Aydın , Ali Bayram

https://doi.org/10.17482/uumfd.364084

Cited By: 1

Abstract

Bu
çalışmada, prototip sac metal kalıpçılığında kullanıma uygun ötektik ve ötektik
civarı (ötektikaltı ve ötektiküstü) Bi-Sn alaşımlarının mekanik özellikleri
incelenmiştir. Üretilen bu alaşımların mekanik özelliklerini belirlemek üzere
alaşımlara sertlik, çekme ve basma testleri uygulanmıştır. Ötektiküstü
alaşımlarda Bi artışı ile sertlik artarken, ötektikaltı alaşımlarda sertlik Bi
artışı ile azalmıştır. Maksimum sertlik değeri %60 Bi içeren ötektikaltı
alaşımda elde edilmiştir. Alaşımların çekme mukavemetleri ise genel itibariyle
Bi artışıyla azalmıştır. En yüksek çekme mukavemeti değeri, %51 Bi oranındaki
ötektiküstü alaşımda elde edilmiştir. Ötektiküstü alaşımların uzama oranları genel
itibariyle ötektikaltı alaşımlardan daha yüksektir. Maksimum uzama oranı ise
ötektik alaşımda elde edilmiştir. Diğer taraftan, alaşımların basma
mukavemetleri Bi oranı ile azalmıştır. En yüksek basma mukavemeti değeri de,
%51 Bi oranındaki ötektiküstü alaşımda elde edilmiştir.

Keywords

Sac Metal Şekillendirme Kalıpları, Bizmut-Kalay Alaşımları, Mekanik Özellikler

Investigation of Mechanical Properties of Bismuth-Tin Cast Alloys Used In Sheet Metal Forming Dies

Abstract

In this study, mechanical properties of eutectic and
near eutectic (hypoeutectic and hypereutectic) Bi-Sn alloys for use in
prototype sheet metal die were investigated. In order to determine the
mechanical properties of these alloys, hardness, tensile and compression tests
were performed. Hardness in hypereutectic alloys increased with increasing the
amount of Bi while hardness in hypoeutectic alloys decreased with increasing
the amount of Bi. Maximum hardness was obtained in the hypoeutectic alloy
containing 60% (wt.) Bi. Tensile strength of the alloys generally decreased
with increasing the amount of Bi. The highest tensile strength was obtained in
the hypereutectic alloy containing 51% (wt.) Bi. Elongation values of the
hypereutectic alloys are generally higher than that of the hypoeutectic alloys.
Maximum elongation was obtained in the eutectic alloy. On the other hand, the
compression strength of the alloys decreased with increasing the amount of Bi.
The highest compression strength was also obtained in the hypereutectic alloy
containing 51% (wt.) Bi.

Keywords

Sheet Metal Forming Dies, Bismuth-Tin Alloys, Mechanical Properties

References

• Baker, H., editor (1992) ASM Handbook—Volume 3:Alloy Phase Diagrams (Materials Park, OH: ASM Int.).
• Braga M.H., Vizdal J., Kroupa A., Ferreira J., Soares D., Malheiros L.F. (2007) The experimental study of the Bi–Sn, Bi–Zn and Bi–Sn–Zn systems, Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry, 31, 468–478. doi:10.1016/j.calphad.2007.04.004
• Çelik İ., Karakoç F., Çakır M.C. & Duysak A. (2013) Hızlı Prototipleme Teknolojileri ve Uygulama Alanları, Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 31, 53-70.
• Demirci A.H. (2004) Malzeme Bilgisi ve Malzeme Muayenesi, Alfa Yayınevi.
• Ichikawa K., Ishizuka S. (1990) Microstructures and Tensile Properties of Rheocast Al-Cu, Bi-Sn and Bi-Pb Eutectic Alloys, Materials Transactions, JIM, 1, 75-82. doi: 10.2320/matertrans1989.31.75
• Morris Jr. J.W., Freer Goldstein J.L. & Mei Z. (1993) Microstructure and Mechanical Properties of Sn-In and Sn-Bi Solders, JOM, 45(7), 25-27. doi:10.1007/BF03222376
• Osório W.R., Peixoto L.C., Garcia L.R., Mangelinck-Noël N., Garcia A. (2013) Microstructure and mechanical properties of Sn–Bi, Sn–Ag and Sn–Zn lead-free solder alloys, Journal of Alloys and Compounds, 572, 97-106. doi: 10.1016/j.jallcom.2013.03.234
• Özuğur B. (2006) Hızlı Prototipleme Teknikleri ile Kompleks Yapıdaki Parçaların Üretilebilirliklerinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Silva B.L., Reinhart G., Nguyen-Thi H., Mangelinck-Noël N., Garcia A., Spinelli J.E. (2015) Microstructural development and mechanical properties of a near-eutectic directionally solidified Sn–Bi solder alloy, Materials Characterization, 107, 43-53. doi:10.1016/j.matchar.2015.06.026
• Yin L., Murray B.T. & Singler T.J. (2006) Dissolutive Wetting in the Bi-Sn System, Acta Materialia, 54, 3561–3574. doi:10.1016/j.actamat.2006.03.032
• Yost F.G., & O’toole E.J. (1998) Metastable and Equilibrium Wetting States in the Bi-Sn System, Acta Materialia, 46(14), 5143–5151. doi:10.1016/S1359-6454(98)00146-3