Geri Dön

Partikül takviyeli AA 2014 metal matrisli kompozit malzemenin infiltrasyon yöntemi ile üretimi ve özelliklerinin karakterizasyonu

Investigation on the properties of particulate reinforced AA 2014 metal matrix composite materials produced by vacuum infiltration method

PDF İndir

  1. Tez No: 432222
  2. Yazar: ONUR OKUR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SİBEL DAĞLILAR, PROF. DR. RECEP ÇALIN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 111

Özet

Son çeyrek yüzyılda, insanoğlunun katlanarak artan ihtiyaçları ve teknolojide yaşanan büyük sıçrayışlar sebebiyle geleneksel malzemeler gelişmelere ayak uydurmakta zorlanmış ve kendilerinden beklenen performansı sergileyememiştir. Bu noktadan itibaren, daha üstün ve özgün özelliklere sahip kompozit malzemeler devreye girmiş ve artan oranda mühendislik tasarımlarında yer bulmaya başlamıştır. Özellikle, metal matrisli kompozit malzemeler, bunların içinde de partikül takviyeli alüminyum matrisli kompozit malzemeler; düşük yoğunluk, yüksek mukavemet ve sertlik, uygun yorulma dayanımı, yüksek sıcaklıklarda boyutsal kararlılık ve makul tribolojik özellikleri nedeniyle otomotiv, havacılık ve savunma sanayinde geniş kullanım alanı kazanmıştır. Metal matrisli kompozit malzeme üretiminde, dünyada en çok kullanılan matris malzemesi, alüminyum ve alaşımlarıdır. Takviye elemanı olarak genelde, düşük yoğunluğu (2.52 g.cm-3), yüksek kimyasal inertliği, yüksek sıcaklıklarda kararlılığıyla, elmas ve kübik bor nitrürden sonra en sert üçüncü malzeme olan bor karbür ve nispeten düşük yoğunluğu (3.21 g.cm-3), yüksek ısıl iletkenlik ve düşük ısıl genleşme katsayısının yanı sıra yüksek sertliğe de sahip olmasından ötürü aşınmaya dayanıklı silisyum karbür (SiC) kompozit malzemeler üretmek için kullanılmaktadır. Partikül takviyeli metal matrisli kompozit malzeme üretimi için basit ve oldukça ekonomik bir yöntem olan ''Vakum İnfiltrasyon Yöntemi'' kullanılmaktadır. Bu yöntemde; sıvı matris, negatif bir basınç uygulanarak, ön şekil verilmiş gözenekli yapı (preform) içerisine emdirilmektedir. Bu çalışmada; AA 2014 alüminyum alaşımı matris malzemesi, B4C ve SiC partiküller takviye elemanı olarak seçilmiş ve üretim yöntemi olarak vakumlu infiltrasyon yöntemi seçilmiştir. Deneysel çalışmalarda kullanılacak hibrit kompozit malzemelerin toplam takviye hacim oranları %10 olacak şekilde B4C ve SiC partiküller karıştırılmışıtr. Ayrıca karşılaştırma yapmak amacıyla tek tip (monolitik) %10 takviye hacim oranına sahip B4C ve SiC karışımlar hazırlanmıştır. Hazırlanan toz karışımı silindirik kalıbın içerisine yerleştirilmiş ve silindirik kalıp 700 ○C'de sıvı AA 2014 ergiyiğinin içine daldırılmış bu sırada vakum pompası ile kalıba negatif vakum uygulamıştır. Daha sonra, üretilen numunelere 510 ○C'de 1 saat çözeltiye alma ısıl işlemi uygulanmış ardından 170 ○C ve 190 ○C'de ve farklı sürelerde yaşlandırma ısıl işlemi uygulandıktan sonra numuneler Brinell sertlik testi yapılarak T6 ısıl işleminin sertliğe etkisi belirlenmiştir. Son olarak, numuneler, XRD, SEM ve EDS incelemelerine tabi tutularak yaşlandırma ısıl işleminin mikroyapı ve kimyasal yapıya olan etkileri analiz edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In the last quarter of the century, because of increasing in the humankind's necessity and big leap happened in technology, conventional materials have had difficulty in keeping pace with them and they could not deliver a satisfactory performance. Since then, composite materials, which have superior and more distinctive properties, have been put into use and they have used increasingly in engineering designs. Particularly, metal matrix composites and particulate reinforced aluminium matrix composites amongst them have gained more importance in automotive, aeronautical and defence industries due to their specific properties. These include low density, high strength and stiffness, good fatigue strength, dimensional stability at high temperatures and acceptable tribologic properties. Aluminium and its alloys are the most widely used matrix materials for metal matrix composites. As reinforcements, Boron carbide (B4C) is the third hardest material after diamond and cubic boron nitride, which possesses a low density (2.52 g.cm-3), a high degree of chemical inertness and high temperature stability properties. Silicon carbide is an excellent material to produce highly wear resistant composite materials, because it has a high thermal conductivity and a low thermal expansion coefficient as well as high hardness in addition to a comparatively low density (3.21 g.cm-3). One of the most suitable fabrication routes is the vacuum infiltration method which is very simple and, notably, affordable to produce particulate reinforced metal matrix composite. In this method, liquid matrix is saturated into porous reinforcement preform by applying negative pressure. In this study, AA 2014 was selected as a matrix material, B4C and SiC were selected as reinforcements and the vacuum infiltration route was selected as a production method. The reinforcement volume ratios of hybrid composites that were used in the experimental studies were designed by mixing as totally 10% B4C and SiC. Furthermore, powder mixtures which have a 10% B4C and a 10% SiC reinforcement volume ratio were prepared for comparison in order to produce monolithic composites. Prepared mixtures were placed into cylindrical moulds and the moulds were sunk into the melting AA 2014 alloy at 700 ○C ; meanwhile, the vacuum pump applied negative vacuum to the mould Afterwards, aging treatment was applied to the specimens at 510 ○C during 1 hour and end of 1 hour it was quenched. Later, specimens were held in heat treatment furnace at 170 ○C and 190 ○C for different period of time. After heat treatment process, the effect of T6 treatment on hardness was determined by using Brinell hardness test on the heat treatment applied specimens. Ultimately, the effects of the aging treatment on microstructure and chemical structure were analysed by carrying out XRD, SEM and EDS analysis on the specimens.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    78166

    AA 2014 matrisli-B4C parçacık takviyeli kompozit üretimi ve özelliklerinin incelenmesi

    Manufacturing of AA 2014 Matrix-B4C particulate composites and investigating properties

    AYKUT ÇANAKÇI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FAZLI ARSLAN

  2. Tez No

    325465

    AA2014-B4C metal matrisli kompozitinin toz metalurjisi ve infiltrasyon yöntemiyle üretilebilirliği, karakterizasyonu ve aşınma özelliklerinin incelenmesi

    Producibility of AA2014-B4C metal matrix composite by powder metallurgy and infiltration method, characterization and research of wear

    UFUK TAŞCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Metalurji MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BÜLENT BOSTAN

  3. Tez No

    697074

    Al2O3 nano partikül takviyeli al matrisli kompozit malzemenin farklı kaynak akımları ve türlerinde oluşan mikroyapı ve sertlik özelliklerinin analizi

    Analysis of the microstructure and hardness properties of aluminum matrix composite material reinforced with nano Al2O3 particles using different currents and forms of welding

    SÜLEYMAN AYTEKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiPamukkale Üniversitesi

    Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ARZUM IŞITAN

  4. Tez No

    201463

    Sıkıştırma döküm ile üretilmiş Al2O3 takviyeli AA 6061 kompozit malzemesinin mekanik özellikleri ve ısıl işlem davranışlarının karakterizasyonu

    Characterization of the mechanical properties and heat treatment response of the composite material -AA 6061 reinforced with Al2O3- produced by squeeze casting

    COŞKU KUMRAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ERGÜN KELEŞOĞLU

  5. Tez No

    591177

    SiC, B4C ile takviyelendirilmiş AL7075 alaşımının toz katkılı elektro erozyon ile işlenmesinde işleme parametre etkilerinin deneysel olarak incelenmesi

    Experimental investigation of machining parameter effects on AA7075 alloy reinforced with SiC, B4C by powder-mixed electrical discharge machining

    GÖZDE KESKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKHAN KÜÇÜKTÜRK

Geri Dön