Processing and assessment of aluminum ceramic fiber reinforced metal matrix composite parts for automotive and defense applications
Otomotiv ve savunma uygulamaları için seramik fiber takviyeli alüminyum metal matris kompozit parçalarının üretimi ve değerlendirilmesi
- Tez No: 269043
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KALKANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 184
Özet
Bu tez çalışmasının amacı ekleme döküm yöntemi ile yerel olarak güçlendirilmiş alüminyum metal matris kompozit parçalarının üretilmesi ve silisyum içeriğinin, fiberlerin hacimsel yüzdesinin ve süzdürme sıcaklığının yerel takviye parçaları olan insertlerin mekanik ve fiziksel özellikleri üzerindeki etkilerinin belirlenmesidir. Alaşımların silisyum içeriği kütlece %7 ve %10 olarak belirlenmiştir. Takviye malzemesi olan Saffil fiberler, sırasıyla %20, %25 ve %30 olan üç farklı hacimsel yüzdeye sahiptir. Kompozit numunelerin süzdürme sıcaklıkları 750 °C ve 800 °C olarak belirlenmiştir.Tezin birinci bölümünde, kompozit numunelerin mekanik ve fiziksel özellikleri matris alaşımın silisyum içeriği, süzdürme sıcaklığı ve fiberlerin hacimsel yüzdesi parametrelerine göre belirlenmiştir. Fiberlerin x-ışınları incelemesi fiberlerin genel olarak delta-alümina evresinden oluşmuş olduğu sonucunu vermiş olup, fiberlerin tarama elektron mikroskobu incelemesi de fiberlerin süzdürme işlemi için düzlemsel eş-yönlülük özelliğine sahip olduğu sonucunu vermiştir. Kompozit numunelerin içyapı incelemeleri küçük bir miktar mikro-gözenekle beraber uygun fiber/matris arayüzeyinin oluşturulduğunu göstermiştir. Kompozitlerin bükme testleri, fiberlerin hacimsel yüzdelerinin artmasıyla kompozitlerin bükme dayançlarının arttığını göstermiştir. En yüksek dayanç değeri AlSi10Mg0.8 matrisli, hacimce %30 fiber takviyeli ve 750 °C sıcaklıkta süzdürülmüş kompozit numuneden 880,52 MPa olarak elde edildiğini göstermiştir. Yine sertlik değerleri de Saffil fiberlerin eklenmesiyle artış göstermiş olup, en yüksek sertlik değeri fiber yönelimine paralel olan yerden AlSi10Mg0.8 matrisli, hacimce %30 fiber takviyeli ve 750 °C sıcaklıkta süzdürülmüş kompozit numuneden 191 HB olarak ölçülmüştür. Özkütle ölçümleri içyapıdaki mikro-gözenekleri ve teorik ve deneysel değerler arasında en büyük farka sahip olan numunelerin her iki matris alaşımı AlSi7Mg0.8, AlSi10Mg0.8 için hacimsel olarak %30 Saffil fiber takviye edilmiş kompozitler olduğunu açığa çıkarmıştır.Tezin ikinci bölümünde, ekleme döküm işlemi uygulanmıştır. 750 °C döküm sıcaklığında, iyi bir insert/parça arayüzeyi elde edilmiştir. Görüntü analizleri de insert ve parça arasında önemli bir fiber hasarının meydana gelmediğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study was to produce partially reinforced aluminum metal matrix composite components by insertion casting technique and to determine the effects of silicon content, fiber vol% and infiltration temperature on the mechanical properties of inserts, which were the local reinforcement parts of the components. Silicon content of alloys was selected as 7 wt% and 10 wt%. The reinforcement material, i.e. Saffil fiber preforms, had three different fiber vol% of 20, 25 and 30 vol% respectively. The infiltration temperatures of composite specimens were fixed as 750 °C and 800 °C.In the first part of the thesis, physical and mechanical properties of composite specimens were determined according to the parameters of silicon content of the matrix alloy, infiltration temperature and vol% of the reinforcement phase. X-ray diffraction examination of fibers resulted as the fibers mainly composed of delta-alumina fibers and scanning electron microscopy analyses showed that fibers had planar isotropic condition for infiltration. Microstructural examination of composite specimens showed that appropriate fiber/matrix interface was created together with small amount of micro-porosities. Bending tests of the composites showed that as fiber vol% increases flexural strength of the composite increases. The highest strength obtained was 880.52 MPa from AlSi10Mg0.8 matrix alloy reinforced with 30 vol% Saffil fibers and infiltrated at 750 °C. Hardness values were also increased by addition of Saffil fibers and the highest value was obtained as 191 HB from vertical to the fiber orientation of AlSi10Mg0.8 matrix alloy reinforced with 30 vol% Saffil fibers. Density measurement revealed that micro-porosities existed in the microstructure and the highest difference between the theoretical values and experimental values were observed in the composites of 30 vol% Saffil fiber reinforced ones for both AlSi7Mg0.8 and AlSi10Mg0.8 matrix alloys.In the second part of the experiments, insertion casting operation was performed. At casting temperature of 750 °C, a good interface/component interface was obtained. Image analyses were also showed that there had been no significant fiber damage between the insert and the component.
Benzer Tezler
- Giydirme cephe sistemlerinde kullanılan alüminyum profillerin tasarlanması, termal ve statik açıdan incelenmesi
Examines design and thermal and static assessment of aluminum profiles used in curtain wall systems
ONUR KIZILARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiTrakya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NİLHAN ÜRKMEZ TAŞKIN
- Mobilya endüstrisinde yaşam döngüsü analizi yaklaşımı ile çevreci tasarım ve sürdürülebilir stratejiler
Eco-design and sustainable strategies for the furniture industry through life cycle approach
MERVE MERMERTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA GERMİRLİ BABUNA
- Assessment and modelling of particle clustering in cast aluminum matrix composites
Döküm yoluyla üretilmiş alüminyum tabanlı kompozitlerde parçacık topaklanmasının değerlendirilmesi ve modellemesi
ARDA ÇETİN
Doktora
İngilizce
2008
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KALKANLI
- Alüminyum 6061 T651 alaşımının delme işleminde kesme parametrelerinin optimizasyonu
Optimization of cutting parameters during drilling ofaluminum 6061 T651 alloy
TEVFİK KÜRŞAD KUZUCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ÖZSOY
- Doğu karadeniz yöresinde üretilenbazı çayların alüminyum akümülasyon dağılımının belirlenmesi
Assessment of aluminium acumulation distrubition of some tea plants grown in west blacksea region
MEHMET ALKAYIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatAtatürk ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN YILDIZ