Sıcak preslenmiş WC-Co/B4C kompozitlerinin mekanik, manyetik ve mikroyapısal incelenmesi
Mechanical, magnetic and microstructural investigation of hot pressed WC-Co/B4C composites
- Tez No: 126779
- Danışmanlar: PROF. DR. OKAN ADDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
SICAK PRESLENMİŞ WC-C0/B4C KOMPOZITLERİNİN MEKANİK, MANYETİK VE MİKRO YAPISAL İNCELENMESİ ÖZET Kobalt ile birbirine bağlı tungsten karbür tanelerinden oluşan WC-Co, en yaygın olarak kullanılan semente karbürdür. İlk olarak elmas esaslı kalıp malzemelerine alternatif arayışı ile kullanılmaya başlanan bu malzeme, günümüzde sadece kalıp malzemesi değil kesici takım uçları, zırh malzemeleri ve yüksek enerjili zırh delici sistemler gibi farklı uygulama alanlarına sahiptir. Gelişen teknoloji ile beraber bu malzeme sisteminde de farklı arayışlara gidilmiş, özellikle kaplama ve kompozit sistemleri öne çıkan çalışma konulan olmuştur. WC-Co sisteminde, mikronaltı ve nano toz kullanımı, karbür fazı ile beraber daha sert olan elmas ilavesi, elde edilen karakterizasyon sonuçlan kıyaslandığında diğer farklı parametreler ile üretilen diğer sert metallere üstünlük sağlamıştır. Bu doğrultuda yapılacak yeni kompozit sistemlerine dair çalışmaların önemi açıktır. Yüksek sertlik değerleri ile özellikle aşınmanın fazla olduğu sistemlerde en çok kullanılan malzemelere amorf ve polikristalin elmas, kübik bor nitrür, bor karbür, alümina, silisyum nitrür, titanyum nitrür örnek olarak verilebilir. Sisteme yapılacak elmas ilavesine alternatifler benzer özellikteki bu malzemeler içerisiden yapılabilir. Bu çalışmada WC-%15Co sistemine üç farkı oranda B4C ilavesi yapılmış, hazırlanan toz karışımları üç farklı sıcaklıkta sıcak preste sinterlenmiştir. Basınç ve zaman sabit tutularak sinterlemeler 50 MPa basınç altında 30 dakika süre ile yapılmıştır. Sinterleme sonucu elde edilen malzemelerin mekanik, manyetik ve mikroyapı özellikleri incelenmiştir. Bor karbür, ağırlıkça %0,01; 0,1 ve 1 oranlarında ilâve edilmiştir. Malzeme, 1300°C, 1340°C ve 1380°C sıcaklıklarda sinterlenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda, numunelerde sertlik, artan bor karbür ilavesi bağlı olarak artmakta, değişen sıcaklıkla hemen hiç değişmemektedir. Bor karbür ilavesi yapılmayan numunelerde sertlik değeri 84 HRa iken %1 B4C ilavesi yapılmış malzemede 90 HRa değerine artmıştır. Diğer yandan artan sertlik nedeniyle malzeme yapısında meydana gelen gevreklik, eğme mukavemeti değelerinde azalmaya neden olmuştur. Eğme mukavemeti değerleri bor karbür ilavesi yapılmayan numunelerde 1904MPa iken bu değer %1 B4C ilaveli numunelerde 428MPa'a düşmüştür. Artan sıcaklık eğme mukavemeti değerlerini çok fazla etkilememiştir. Malzemelerin aşınma davranışlarına baktığımızda, aşınma hacmi, aşınma hızı ve aşınma derinliği miktarlarının artan bor karbür ilavesi ile arttığı başka bir değişle aşınma direncinin azaldığı görülmüştür. Buna neden olan mekanizma B4C ilavesinin yapıya kattığı sertliğe bağlı meydana gelen gevrekliktir. vııı
Özet (Çeviri)
MECHANICAL, MAGNETIC AND MICROSTRUCTURAL INVESTIGATION OF HOT PRESSED WC-CO/B4C COMPOSITES SUMMARY WC-Co is the most widespreadly used cemented carbide with its WC particles bonded together by cobalt. Initially it is used as an alternative to diamond based wire drawing dies and nowadays not only a die material but it is also used as cuttuing tool materials, armour materials and high kinetic energy armour piercing systems. By the progress in technology new areas of interesets occured and especially coating and compoistes technologies improved more than orhers. In WC-Co sisteminde, using sub-micron and nano size starting particles and a harder phase, diamond additives with WC, noticed to have superior properties than conventional cemented carbides produced by other parameters, when compared by characterization studies. Hence, importance and beneficence of working upon these systems is obvious. With their enhenced hardness values, amorf and policrystalin diamond, cubic boron nitride, boron carbide, alumina, silisium nitride, titanium nitride are materials, which are used especially in fields of high wear mechanisms take place. Diamond like additives to WC-Co system can be choosen from these materials. In this study, B4C is added to WC-15%Co system in three different compositions and powder mixtures are hot pressed at three different temperatures. Sintering pressure and time held constant, which are 50 MPa and 30 minutes. After sintering, specimens are studied by means of mechanical properties and microstructure. Boron carbide is added in ratios of 0%; 0,01%, 0,1% and 1% in weight. Prepared poder mixtures are sintered at temperatures of 1300°C, 1340°C and 1380°C, for 30 minutes. After sintering processes, hardness is not efected by increasing temperature, however addition of B4C reffered an raipd increase. Specimens without B4C additive had hamdness values of about 84 RHa while the specimens with B4C addition had hardness values of up to 90 HRa. Inversly, increasing enbrittlement due to improving hardness results with decreasing transverse rupture strength. Specimens had an TRS value of 1904 MPa, which is decreased to a value of 428 MPa in 1% B4C added specimen. TRS of WC-C0/B4C system did not indicate much variation by changing temperature. Also wear volume, rate and depth values are all deteriorated due to amount of their B4C content IX
Benzer Tezler
- Development and characterization investigations of ceramic composites and hard magnets fabricated by powder injection molding
Enjeksiyon kalıplama yöntemi ile üretilmiş olan seramik kompozitlerin ve sert mıknatısların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
NİL ÜNAL
Doktora
İngilizce
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Sıcak preslenmiş metal matris kompozitlerde SiC katkısının malzeme özelliklerine etkisi
The effect of SiC additive on material properties in hot pressed metal matrix composites
SAMET GÜNEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiMunzur ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL ÇELİK
- Titanyum diborür katkılı sıcak preslenmiş bor karbür-silisyum karbür kompozitlerinin özelliklerinin incelenmesi
An investigation on the properties of titanium diboride reinforced hot pressed boron carbide-silicon carbide composites
ALİ CEM AKARSU
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OKAN ADDEMİR
- Mekanik alaşımlanmış ve sıcak preslenmiş Mg, Al ve MgO tozlarının sıcaklığa bağlı aşınma davranışlarının incelenmesi
Investigation of temperature-related wear behaviour of Mg, Al and MgO powders mechanically alloyed and hot pressed
OKAN KARAKOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiEge ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RASİM İPEK
- Nano boyutta titanyum diborür katkılı sıcak preslenmiş hegzagonal bor nitrür-titanyum diborür kompozitlerinin özelliklerinin incelenmesi
An investigation on the properties of nano titanium diboride reinforced hexagonal boron nitride-titanium diboride composites
ÇAĞLAR ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR OKAN ADDEMİR