Sıvı faz sinterleme ile b4c takviyeli mmkp malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of b4c reinforced mmcp material with liquid phase sintering
- Tez No: 659678
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ÖZÇATALBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Bu tez çalışmasında, sıcak presleme aktif sinterleme yöntemi ile üretilen Al6061 matrisli B4C parçacık takviyeli metal matrisli kompozit (MMKp) malzemelerin özelliklerine takviye oranı ve sıvı faz sinterlemenin etkisi araştırılmıştır. Ağırlıkça % 0, % 5, % 10 ve % 15 oranlarında B4C seramik parçacık takviye elemanları ile ön alaşımlı Al6061 metal tozu turbula cihazında 45 dakika süre ile karıştırılmıştır. Karışım tozlar, 40 mm x 60 mm boyutlarındaki kalıp içerisinde oda sıcaklığında 200 MPa ön presleme basıncında sıkıştırılmıştır. Devamında aynı kalıp bloğu içerisinde argon atmosferi altında 400 ºC sıcaklıkta 45 dakika boyunca yağlayıcı giderme işlemi uygulanmıştır. Ardından, 550 ºC sıcaklıkta 100 MPa basınç altında 1 saat boyunca argon atmosferi altında sıcak presleme (SP) aktif sinterleme işlemi uygulanarak MMKp malzemeler üretilmiştir. Bu numunelere 610 ºC ve 620 ºC olmak üzere iki farklı sıcaklıkta 1 saat süreyle süperkatı üzeri sıvı faz sinterleme (SKSS) işlemlerinin uygulanmasıyla ikincil sinterleme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin mikroyapıları ve fiziksel özellikleri; metalografik muayene, sertlik ve yoğunluk ölçümleri, çapraz kırılma dayanımları (ÇKD), kırık yüzey analizi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışınları kırınımı (XRD) çalışmaları ile karakterize edilmiştir. SKSS işlemi sonunda numuneler suda hızlı (S) ve fırında yavaş (F) soğutularak, soğuma hızının etkisi de incelenmeye çalışılmıştır. SKSS işlemi ile oluşan gözenekler sebebiyle, sıcak presleme (SP) ile üretilen MMKp malzemelerin yoğunluğunda kısmi düşüşler görülmüştür. Bu etki özellikle fırın ortamında yavaş soğutmaya bırakılan numunelerde daha fazladır. Bununla birlikte SKSS işlemi sonunda suda hızlı soğutulan numunelerin sertlik ve ÇKD değerlerinde önemli miktarda artış meydana gelmiştir. Kırık yüzey SEM incelemelerinde, SKSS işlemi uygulanan kompozit malzemelerin matrisinde artan sinterleşme etkisiyle birlikte, matris-parçacık arayüzey bağlarında da artış belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the effect of reinforcement ratio and liquid phase sintering on properties of Al6061 matrix B4C particle reinforced metal matrix composite (MMCp) materials produced by hot pressing active sintering method was investigated. Pre-alloyed Al6061 metal powder with 0 %, 5 %, 10 % and 15 % (wt) B4C ceramic particle reinforcing elements were mixed in the turbula device for 45 minutes. The mixture powder was compressed in the die with dimensions of 40 mm x 60 mm at a pre-compressing pressure of 200 MPa at room temperature. Subsequently, wax debinding process was applied for 45 minutes at 400 ºC under argon atmosphere in the same die block. Then, MMCp materials were produced by applying hot pressing (HP) active sintering under argon atmosphere for 1 hour under pressure of 100 MPa at 550 ºC. Secondary sintering was performed on these samples by applying supersolidus liquid-phase sintering (SLPS) for 1 hour at 610 ºC and 620 ºC. Microstructures and physical properties of the MMCP materials produced; characterized by metallographic examination, hardness and density measurements, transverse rapture strength (TRS) test and fracture surface analysis by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) studies. At the end of the SLPS process, the samples were cooled fast in water (W) and slow in the furnace (F), and the effect of the cooling rate was also investigated. Due to the pores formed by the SLPS process, partial decreases were observed in the density of MMCp materials produced with HP. This effect is more especially in samples that are left for slow cooling in the furnace. However, as a result of the SLPS process, there was a significant increase in the hardness and TRS values of the samples cooled in water. In the fracture surface SEM examinations, an increase in the matrix-particle interface bonds was also determined with the increasing sintering effect in the matrix of composite materials applied SLPS treatment.
Benzer Tezler
- T/M yöntemi ile üretilen katman içeren, çok katmanlı kompozit zırh plakalarının balistik dayanımının incelenmesi
Investigation of the ballistic strength of multi-layered composite armor plates which include to produced with P/M method layer
MEHMET AYVAZ
Doktora
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÇETİNEL
- Sentezlenen ve ticari LaB6 katkılı mekanik alaşımlanmış Al-Ağ.%7si toz ve sinter hibrit kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu çalışmaları
Development and characterization investigations of labratory synthesized and commercial LaB6 reinforced Al-7% wt. Si powders and sintered hybride composites
SIDDIKA MERTDİNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- SiC esaslı seramiklerin spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterisation of SiC based ceramics by using spark plasma sintering (SPS) method
MEHTAP DENİZ AKARSU
Doktora
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- Production and characterization of spark plasma sintered boron carbide ceramic composites suitable for ballistic use
Balistik kullanıma uygun bor karbür seramik kompozitlerinin spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
BURCU APAK GÜLSEVER
Doktora
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- Dinamik / termokimyasal yöntemle TiB2+B4C kompozit toz üretimi
Production of B4C + TiB2 composite powder via dynamic / carbothermal reduction
YUNUS EMRE VATANDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN KURT