Toz metalurjisinde BorKarbür (B4C) takviyeli çift fazlı(dupleks) paslanmaz çelik matrisli kompozit üretim araştırması ve karakterizasyonu.
Production research & characterization of BoronCarbide (B4C) reinforced dual phase (Duplex)Stainless Steel matrix composite in powder metallurgy
- Tez No: 810987
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK BİROL, DOÇ. DR. RIDVAN GECÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Toz metalürjisi, çok yönlülük açısından en geniş şekillendirme ve üretim proseslerine sahip teknolojidir. Toz metalürjisinin en gözle görülür avantajı, karmaşık geometrilere sahip yüksek kaliteli parçaları minimum atıkla veya sıfır atıkla ekonomik olarak üretebilme yeteneğidir. Paslanmaz çelikler, genellikle bileşimlerinde minimum 11% oranında krom içeren çeliklerdir. Bu krom içeriği, yüzeye sıkıca yapışan ince, sünek bir oksit tabakası oluşturur. Bu nedenle kimyasal ortam karşında yüzeyde pasifleşme meydana gelir. Bu oksit tabakası, oksijence zengin bir ortamda oluşan ve dış etkilerle yok edildiğinde kendini yenileyebilen bir tabakadır. Kompozitler ise ağırlık, dayanıklılık, korozyon direnci ve aşınma direnci gibi birçok özellik açısından büyük avantajlar sunan malzemelerdir. Metal matrisli kompozitler (MMK), kompozit malzemelerin bir alt grubu malzemelerdir. MMK, çeşitli işlemler kullanılarak üretilebilir. Bu yöntemlerden biri de toz metalürjisi ve mekanik alaşımlama işlemidir. Bu çalışmada, kompozit malzemeler ağırlıklı olarak mekanik alaşımlama ve karıştırma ile üretilmiş ve özellikleri incelenmiştir.Matris malzemesi olarak çift fazlı paslanmaz çelik, takviye elemanı olarak ise ağırlıkça % 1-3-5 oranında bor karbür B4C parçacıkları sabit süreli mekanik alaşımlama işlemleri uygulandı. Tozların sinterlenmesinden sonra XRD, SEM ve EDS analizleri yapılmıştır. Karakterize edilen tozlar 120 bar basınçta tek yönde sıkıştırılarak blok haline getirildi. Örnek numune bloklar koruyucu argon atmosferinde 1200°C sıcaklık ta 75 dk. sinterlenmiştir. Elde edilen kompozitlerin mikro yapıları optic ve (SEM) taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiş ve DPÇ'e ait dubleks paslanmazçeliğin ikifazlı yapı oluşumları gözlemlenmiştir. Bu çalışmanın ikinci bölümünde, mekanik alaşımlama ile dubleks paslanmaz çelik matrisli B4C ilaveli kompozitler üretilmiş ve bunların mikroyapısı, tribolojik , mekanik ve korozyon özellikleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Matris ve takviye, tozlar halinde yüksek enerjili bir bilyalı değirmende mekanik olarak karıştırılmış, ardından tek eksenli soğuk preste sabit basınçta preslenmiş ve koruyucu argon atmosferinde sinterlenmiştir. B4C farklı dozlarda eklenmiş ve etkileri test edilmiştir. Artan B4C takviye oranı ile kompozitlerin gözenekliliğinde artma eğilimi gözlenmiştir. . Yapılan sertlik testleri sonucunda DPÇ'de farklı oranlarda B4C ilavesi ile sertliğin arttığı gözlenmiştir. Artan B4C ilaveleri, DÇ'nin aşınma direncini sürekli olarak iyileştirmiştir. B4C ilavesi, DPÇ'nin oyuk korozyon direncini katkısız kompozit malzemeye göre daha az negatif etkilemiştir.
Özet (Çeviri)
Powder metallurgy is the technology with the most comprehensive forming and production processes in terms of the diversity it provides. The most prominent advantage of powder metallurgy is that it is suitable for high quality and economical production and complex shaped parts with minimal or no loss. Stainless steels are generally steels with about 11% chromium in their composition. Thanks to this chromium content, a ductile, thin oxide layer is formed, which is strongly attached to the surfaces. Therefore, they are passivated against chemical environments. This oxide layer is a layer that can renew itself if it is formed in oxygen-containing environments and deteriorated by external factors. Composites, on the other hand, are materials that offer great advantages in terms of several properties such as strength, weight, wear and corrosion resistance.. Metal matrix composites (MMC) are a group of composite materials. MMC can be manufactured using a variety of processes. One of them is powder metallurgy and mechanical alloying process. In the first part of the work, the composite material was produced by mechanical mixing and alloying and its properties were examined. Mechanical alloying processes were applied at constant time to duplex stainless steel as matrix material and 1-3-5% by weight boron carbide B4C particles as reinforcement element. After sintering, XRD, SEM and EDS analyzes were performed on the powders. The characterized powders were pressed in one direction under 120 bar pressure and formed into blocks. Block samples were sintered for 1 hour in an argon protective atmosphere at 1200 °C. The microstructures of the produced composites were examined by optical and (SEM) electron microscopy. The two phased structure formations of Duplex Stainless Steel belonging to DSS were observed. In the second part of the research, the duplex stainless steel matrix with B4C reinforced composites was fabricated by mechanicalalloying and their microstructure, tribological mechanical, and corrosion properties were studied in detail. After the matrix and reinforcement materials were mixed mechanically in a high-energy ball grinding device as powder, they were compressed in a uniaxial cold press at constant pressure and sintered in a fluid argon protective gas environment. B4C, which is used as a reinforcement element, was added at different rates and its effects were examined. An increasing trend was observed in the porosity of the composites with the increase of B4C reinforcement ratios. As a result of the hardness test, it was observed that the addition of boron carbide B4C to DSS increased the hardness at different rates.The increase in B4C additives has steadily improved the wear resistance of Duplex Stainles Steel. The addition of B4C affected the pitting corrosion resistance of DSS less negatively than the composite material without additives.
Benzer Tezler
- Alüminyum matrisli B4C takviyeli kompozitlerin toz metalurjisi yöntemi ile üretimi
The production of al based composites reinforced with B4C by powder metallurgy
FİLİZ KUMDALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. IŞIL KERTİ
- Toz metalurjisi yöntemiyle üretilmiş 6061 Al matrisli B4C takviyeli kompozit malzemelerin radyasyon absorbsiyon özelliklerinin incelenmesi
Investigation of radiation absorption properties of 6061 Al matrix B4C reinforced composite materials produced by powder metallurgy method
ELİF DİCLE TURŞUCULAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİ VAROL
- Toz metalurjisinde elektrik alan sinterleme tekniğinin bilgisayar destekli olarak modellenmesi ve simülasyonu
Computer aided modeling and simulation of electric field sintering technique i̇n powder metallurgy
SEMİH RECEP FERİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RASİM İPEK
- Toz metalurjisinde yeni tip mekanik karıştırıcı tasarımı ve verimliliğin incelenmesi
The design of new type mechanic mixer in powder metallurgy and investigation of its efficiency
HARUN GÜNGÖRDÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH ÇALIŞKAN
- Atomizasyon yöntemi ile kalay tozu üretimi
Başlık çevirisi yok
AHMET ONUR
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
Metalurji MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAZLI ARSLAN