Al-TiCp kompozitlerinin Al-Ti eriyikleri içinde grafit çözündürülerek üretilmesi
In-situ processing of TiC-Al composites by reacting graphite with Al-Ti melts
- Tez No: 100929
- Danışmanlar: PROF.DR. M. NİYAZİ ERUSLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 50
Özet
AI-TİCp KOMPOZİTLERİNİN Al-Ti ERİYİKLERİ İÇİNDE GRAFİT ÇÖZÜNDÜRÜLEREK ÜRETİLMESİ ÖZET Alüminyum hafifliği, buna karşın yüksek spesifik mukavemeti, korozyon direnci, geri kazanımının teknik ve ekonomik cazibesi ile başta uçak ve otomotiv sanayi olmak üzere, teknolojik gelişmelerde anahtar bir malzeme konumundadır. Alüminyum ve alaşımları tüm cazibelerine karşın bazı ileri teknoloji malzeme uygulamalarındaki beklentilere cevap verememektedir. Düşük yoğunluğun kritik olduğu durumlarda tasarım mühendislerinin ilk seçeneği yine alüminyum matrisli kompozit malzemelerdir. Bunlar arasında partikül takviyeli olanlar, monolitik alüminyum ve alaşımlarına kıyasla mütavazi üstünlükler sağlamalarına karşın, düşük proses maliyetleri ve karakteristik izotropik özellikleri ile son yıllarda büyük ilgi görmüştür. Alumminyum matriste yaygın olarak kullanılan takviye malzemeleri karbürler, nitrürler ve oksitlerdir. Üretim yöntemleri çeşitli olmakla birlikte genellikle toz ve sıvı metalürji prensiplerinden yararlanılır. Bu yöntemlerin çoğunda takviye malzemesi matris içine dışardan ilave edilmektedir. Ancak takviye malzemesi olarak seçilen seramik bileşikler alüminyum tarafından ıslatılmadığından başarılı bir karıştırma her zaman mümkün değildir. Bunun için ya sıvı alaşıma yada seramik partiküllere ıslanma/ıslatmayı geliştirecek şekilde müdahale edilir. Bu tür ilave işlemler proses maliyetini artırır. Bu çalışmada takviye fazı olan TiC, alüminyum matriste in-situ (yerinde oluşum ile) olarak oluşturulmuştur. Bu sayede partikül boyutları işlem süreleri ile kontrol edilebildiği, çok ince (1-3 \ı) ve düzgün bir dağılım sağlanabildiği, takviye faz ile matris arasındaki yüzeyler temiz olduğu için üstün mikroyapılı kompozitler üretilebilmektedir. Ayrıca takviye faz doğrudan matris içinde oluşturulduğun ilave işlemler yapılmayacak ve takviye/matris arayüzey bağ kuvveti yüksek olacaktır. Bu çalışmada Al-Ti alaşımı indüksiyon ocağında eritilerek, AI3Ti fazının sıvı alüminyum içinde çözünmesi için 1200°C'ta çıkılmış, bu sıcaklıkta sıvı alüminyum içine porlu grafit palet bir karıştırıcı vasıtasıyla döndürülmüştür. Grafit palet 30 dak. döndürüldükten sonra çıkarılıp kompozit numuneleri incelendiğinde, başlangıç yapısında mevcut iri AI3Ti iğneciklerinin küçüldüğü ve yapıda TiC partiküllerinin bulunduğu saptanmıştır. IX
Özet (Çeviri)
SUMMARY IN-SITU PROCESSING OF TiCP-AI COMPOSITES BY REACTING GRAPHITE WITHAI-Ti MELTS Aluminum has been a key material, particularly in the aerospace and automotive industries, owing to its low density, high specific strength, good corrosion resistance and recyclability. When“low density”is a critical issue for some advanced technology applications, aluminum-based composites which provide only a modest improvement over monolithic alloys, have nevertheless attracted a great deal of attention recently, owing to very reasonable processing costs, easy implementation and characteristic isotropic behavior. By selecting the appropriate reinforcing constituents of a material, i.e. volum fraction, shape and size, it is possible to design alloys with enhanced strength and stiffness. Polymers, ceramics or metals serve as matrix material with whiskers, monofilaments, fibers or particulates acting as reinforcements. As a result, materials of improvement structrul integrity have been developed. The reinforcing phases are generally ceramic particles, namely carbides, nitrides and oxides. Particle sizes range from only a couple of microns to a millimeter and volume fractions up to 40% have been reported. A variety of processing techniques have been employed to produce particulate reinforced aluminum composites. Yet, with the exception of a few, they fall within two broad categories: Solid - state (Powder Metallurgy Processing) methods and Liquid state (Solidification Processing) methods. While the attributes of the former have long been recognize, the powder metallurgy methods are more expensive, more complicated and pose serious health and safety hazards as they involve handling of very fine metal / ceramic powders. On the other hand, solidification processing is particularly attractive as it is economical and practical. It can be easily implemented in the majority of the aluminum foundries and can be incorporated with the near-net shape casting technologies such as squeeze casting, die casting, compocasting rheocasting, etc. Solidification processing is carried out in practice generally by direct inroduction of the reinforcing phase particles into aluminum melts by mechanical means. A varietyof techniques have been proposed to achieve a uniform distribution. However, mixing is straightforward as the ceramic particles are poorly wet by aluminum melts. Hence, either the ceramic particles or the aluminum melts ougth to be treated to promote wetting. These pre-treatments increase the manufacturing steps involved as the cost of processing. Furthermore, since the ceramic particles are usually not in equilibrium with aluminum, there is a potential risk of interface reactions which yield undesirable products at processing temperatures and lead to a substantial degradation of properties. Many of problems encountered in solidification processing of particulate-reinforced aluminum composites can be circumvented by an alternative approach which relies upon the in-situ formation of reinforcing phase particles in aluminum melts. Since the reinforcing phase so generated is thermodynamically stable, the matrix-particle interfaces tend to be clean, free from adsorbed gases, oxide films and detrimental reaction products and are thus much stronger. In the last decade, new in-situ fabrication technologies have been developed for processing metal and ceramic matrix composites. Simply state, in-situ processes involve a chemical reaction resulting in the formation of a thermodynamically stable reinforcing ceramicphase. Some of these technologies include DIMAX, XD, SHS and reactive gaz infiltration. In-situ production of metal matrix composites (MMC's) can produce a new class of naturally stable composites for advanced structural and wear applications. Conventional mechanical mixtures of whiskers, fibers, or particles and matrices are often not thermodynamically stable. The in-situ processes for nonferrous and intermetallic systems eliminate interface incompatibility of matrices with reinforcementsby creating more thermodynamicallystable reinforcements based on their nucleation and growth from the parent matrix phase. by controlling the melt and reaction gas chemistry, a hierarchical range of carbides, nitrides, oxides, borides, and even silicides can be generated. Using knowledge of local mixing characteristics and by suitable selection of the two reacting phases, their concentrations, and their reactivities.the size and size distribution of the carbide and nitride phases can be controlled. Materials property requirements for advanced aerospace, land transportation, and wear application have escalated such that conventional nonferrous alloy systems and synthetic MM'C may not be suitable or cost-effective in some applications. Therefore, XIcost-enhancement of the performance of monolothicmetallic materials by in-situ or natural reinforcements with a high-strength/high stiffness second phase is required. The present work was undertaken to establish a simple method to manufacture TiCP reinforced aluminum composites by the in-situ processing route. The emphasis was placed on the simplicity and the applicability aspects of the proposed method. AI-10Tİ melts were reacted with graphite under favorable conditions and the microstructures obtain thereof were characterized. XII
Benzer Tezler
- Ön alaşımlandırılmış Ti6Al4V tozu ile Ti(CP) tozunun sıkıştırılabilme şartlarının araştırılması
Investigation on the compactable conditions of Ti powders pre alloyed Ti6Al4V and Ti(CP)
MUQDAD AL-DULAIMI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİ VAROL
- Mechanical properties of PM AI-Sic compasides produced by conventional hot-pressing method
Geleneksel sıcak presleme yöntemi ile üretilmiş TM AI-Sic kompozitlerin mekanik özellikleri
GÜRLER KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RIZA GÜRBÜZ
- Al matrisli Al2O3 takviyeli kompozit malzemelerinin katı hal teknikleri ile kaynak edilebilirliğinin araştırılması
The investigation of weldability of al matrix-Al2O3 reinforced composite materials with solid state bonding methods
SONER BUYTOZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Eğitim ve ÖğretimFırat ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURİ ORHAN
- Al-alaşımlarında yaşlandırma sertleşmesiyle aşınma dayanımının iyileştirilmesi
Improvement of resistance to corrosion with ageing hardness in aluminium alloys
ÜMİT GÜRKAN BİRİCİK
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. HALİM DEMİRCİ
- Al-sütunlu kil katalizörlerinin hazırlanması, karakterizasyonu ve piridin adsorpsiyonuyla yüzey asitliklerinin belirlenmesi
Preparation and characterization of al-pillared clay catalysts and determination of their surface acidity by pyridine adsorption
MUSTAFA AVCI