Alüminyum esaslı SİC partikül takviyeli metal matrisli kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanic properties of aluminium matrix composites reinforced with SİC particles
- Tez No: 152098
- Danışmanlar: DOÇ.DR. SEDAT ÖZDEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Alüminyum matrisli kompozitler, partikül, çekme özellikleri, yorulma özellikleri
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Ill ALÜMİNYUM ESASLI SIC PARTIKUL TAKVİYELİ METAL MATRISLI KOMPOZİT MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ ÖZET Partikül takviyeli metal matrisli kompozitler, homojenlikleri, arttırılmış mekanik ve izotropik malzeme özellikleri, düşük maliyet ve klasik metal işleme teknikleri kullanılarak şekillendirilebilme kabiliyetleri ile tercih edilen bir malzeme grubu içerisinde yer almaktadır. Yukarıda bahsedilen avantajlara sahip olmaları ile birlikte, Alüminyum (Al) ve Silisyum karbür (SiC)'ün mükemmel kimyasal ve fiziksel uyumu, döküm ve ekstrüzyon gibi büyük ölçekli üretim uygulamalarındaki potansiyelinden dolayı, silisyum karbür partikül takviyeli alüminyum matrisli (Al/SiCp) kompozitler bilmen en yaygın partikül takviyeli kompozit sistemlerinden biridir. Bu çalışmada, SiC partikül takviyeli Al esaslı metal matrisli kompozitler, iki aşamada üretilmiştir. İlk olarak, Al/SiCp metal matrisli kompozitler % 10 takviye hacim oranında vorteks döküm yöntemiyle bilet şeklinde dökülmüş, daha sonra bu biletler, yuvarlak kesitli çubuk şeklinde 12, 25, 50 oranlarında sıcak ekstrüze edilmişlerdir. Takviyesiz alaşımlarda aynı yöntemle üretilmiştir. Takviye malzemesi olarak bütün kompozitlerde 167 um boyutunda SiC partikül kullanılmış iken, matris malzemesi olarak 5083, 6063 ve 2124 olmak üzere üç farklı alüminyum alaşımı kullanılmıştır. Partikül boyutunun çekme ve yorulma özelliklerine etkisini incelemek amacıyla 6063 alaşımında 511 um boyutunda SiC partikül kullanılmıştır. Ayrıca üretim yönteminin çekme özelliklerine etkisini incelemek amacıyla 1 67 um boyutunda SiC partiküller 6063 matris ile % 1 0 takviye hacim oranında vorteks döküm yöntemiyle bilet şeklinde dökülmüş, daha sonra bu biletler metal kalıba dökülerek şekillendirilmişlerdir. Üretimi gerçekleştirilen Al MMK'ler, düşük hızlı çekme testlerine tabi tutulmak amacıyla ASTM B 557 standartlarına göre çekme numunesi boyutunda ve ASTM E 466 standartlarına göre yorulma numunesi boyutunda işlenmiştir. Çekme testleri, çekme deney makinesinde farklı matris alaşımı, matris yaşlandırma, SiC tane boyutu ve ekstrüzyon oranlarında hazırlanmış numunelere uygulanmıştır. Yorulma testleri, aynı ekstrüzyon oranında farklı matris yaşlandırma halinde hazırlanmış takviyesiz veIV kompozit Al 2124 yorulma deney numunelerine yorulma deney cihazında gerçekleştirilmiştir. Çekme ve yorulma deney sonuçlan, mikroyapısal ve fraktografik incelemeler, kompozit ve takviyesiz alaşımların çekme ve yorulma özellikleri deformasyon davranışları ile ilişkilendirilmiştir. Partikül kümelenmesi, partikül çatlak oluşumu ve zayıf matris-takviye elemanı arayüzeyi ile ilgili arayüzey hasan gibi olaylann açıklamalan sunulmuştur. Üretim farklılığı, partikül boyutu ve ekstrüzyon oranının yanında matris karakteristikleri tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
INVESTIGATION OF MECHANIC PROPERTIES OF ALUMINIUM MATRIX COMPOSITES REINFORCED WITH SiC PARTICLES ABSTRACT Particle strengthened metal matrix composites are in the preferred material groups due to their homogeneity, good mechanical and isotropic properties, low cost and ability to take shape by classical metal processing techniques. In addition to these advantages, aluminium matrix composites reinforced with silicon carbide (Al/SiCp) show good match between physical and chemical properties of duminium (Al) and silicon carbide (SiC) and easily manufactured by casting and extrusion. In this work, Al matrix composites reinforced with SiC particles, were produced in two stages. First, Al/SiCp metal matrix composites with 10% (in volume) strengthening ratio were cast in the shape of billet by using vortex-casting method. Then these billets, with circular cross sectional areas, were hot extruted in the ratio of 12, 25, and 50. Alloys without SiC particles were also produced with the same method. While SiC particles with a size of 167 tm, were used as a reinforcing material in all composites, three different aluminium alloys (5083, 6063 and 2124) were employed as matrix material. In order to investigate the effect of particle size on the tensile and fatigue properties of the material SiC particles with a size of 51 1 tm were used in the 6063 alloys. In addition, to investigate the production methods effects on the tensile properties, 10% (in volume) SiC particles with the size of 167 1 m strengthened 6063 matrix material were cast in the shape of billet by using vortex cast method and then these billets were given shape by pouring into the mold. The extruded and cast Aluminium metal matrix composites were machined in accordance with the ASTM B 557 standards for the tensile tests and ASTM E 466 standards for the fatigue tests. The tensile tests were performed for the materials with different matrix alloys, aging, SiC particle size and extrusion ratio, by using the tensile machine. The fatigue tests were performed on non-reinforced Al 2124, reinforced Al 2124, Al 2124 and heat treated Al 2124 with the same extrusion ratio. The results of the tensile and fatigue experiments, microstrucrure and fractural investigations, were related to the deformation behaviour. Particle clustering, formation of particle fracture, weak matrix-SiC interface, were responsible for increased brittleness in Al composites.VI Utilization of different production methods, particle size and extrusion ration as well as matrix characteristics were discussed. Key word: Aluminium matrix composites, particle, tensile properties, fatigue properties.
Benzer Tezler
- Alüminyum esaslı SiC partikül takviyeli metal matrisli kompozit malzemelerin darbe davranışlarının incelenmesi
Investigation of impact behaviours of aluminium based SiC particle reinforced metal matrix composite materials
RECEP EKİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. SEDAT ÖZDEN
- Mekanik alaşımlama süreçleri ile Al-20Si esaslı toz ve sinter kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyon çalışmaları
Studies of development and characterization of Al-20Si based powder and sintered composites by mechanical alloying processes
HASAN GÖKÇE
Doktora
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- AL7Sİ-xB4C VE AL7Sİ-xZrB2 (x= %5, %10 VE %15)kompozitlerinin mekanik alaşımlama ve sinterleme süreçlerinin incelenmesi ve karakterizasyon çalışmaları
Development and characterization of AL7SI-xB4C AND AL7SI-xZRB2 (x= 5 wt.%, 10 wt.% AND 15 wt.%) composites via mechanical alloying and sintering
BERNA KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Niyobyum borür katkılı Al5Si hibrit tozların ve kompozitlerin mekanik alaşımlama ve basınçsız sinterleme yöntemleriyle geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Developing and characterization of niobium boride reinforced Al5Si hybride powders and composites with mechanical alloying and pressureless sintering methods
EZGİ BURCU ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Farklı karbür fazı içeren partikül takviyeli al matrisli kompozitlerin toz metalurjisi yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of various carbide particulate reinforced aluminium matrix composites produced by powder metallurgy method
RİFAT ONUR ÜLKÜSEVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL