Alüminyum matrisli ve SiC takviyeli toz metal kompozit malzemenin aşınma özellikleri üzerine presleme sıcaklığının etkisinin araştırılması
Investıgatıon of the effect of pressıng temperature on the wear propertıes of alumınum matrıx and SiC reınforced powder metal composıte materıal
- Tez No: 814998
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİL ARIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Teknik Eğitim, Metallurgical Engineering, Technical Education
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Bu çalışmada, sıcak presleme ile alüminyum matrisli SiC takviye kompozit malzeme üretilmiştir. Alüminyum ve SiC tozları içerisinde 10 mm çapta çelik bilye bulunduran turbula cihazında 2 saat süreyle karıştırılmıştır. Karıştırma sonrası çelik kalıp içerisinde konan tozlardan tek yönlü pres ile 200 MPa basınç altında 2 saat süreyle değişen sıcaklıklarda (500, 520, 540, 560 ve 580 ˚C) 14x32x52 mm boyutlarında 5 adet toz metal kompozit blok numune üretilmiştir. Üretilen blok kompozit numunelerden çapraz kırılma ve aşınma test numuneleri tel erezyon yöntemiyle kesilerek hazırlanmıştır. Üretilen numunelerin yoğunlukları belirlenmiş, sertlik ölçümleri alınmış ve metalografik incelemeleri yapılmıştır. Ayrıca numunelerin çapraz kırılma testleri ve pin-on-disk cihazında aşınma performansları incelenmiştir. Aşınma testleri oda sıcaklığında ve kuru ortamda pin-on-disk cihazı kullanılarak; hardox 500 çeliği aşındırıcıda 2000 m mesafede 5,10,15N değişen yükler altında olmak üzere 15 aşındırma testi gerçekleştirilmiştir. Kompozit numunelerden elde edilen yüksek yoğunluk değerleri tüm presleme sıcaklıklarında yeterli sinterleşmenin sağlandığını, mikroyapı resimleri SiC partiküllerinin matris yapı içerisinde genellikle homojen dağıldığını göstermektedir. SiC içeren kompozit numunelerin mekanik özelliklerinde alüminyum toz metal parçanın mekanik özelliklerine göre önemli iyileşmelerin olduğu görülmüştür. Setlik değerleri hemen hemen aynı sonuçları vermekle birlikte en yüksek sertlik 40,86 HBw değeri ile 580 ˚C presleme sıcaklığında elde edilmiştir. Pin-on-disk aşınma testinde sonuçları ağırlık kayıplarına göre hesaplanmıştır. Kompozitlerin aşınma direncinin alüminyum toz metal malzemeye göre daha iyi olduğu, deney sonuçlarına göre bu çalışma açısından en ideal çalışma sıcaklığının 560 ˚C olduğu saptanmıştır. Aşınma sonuçları bir bütün olarak değerlendirildiğinde bütün numunelerin kompozisyonu, takviye içeriği aynı olsa da sıcak presleme sürecindeki sıcaklık farkından dolayı sıcaklık artarken üretilen kompozit malzemenin aşınma direncinin arttığı ve aşınma kayıplarının azaldığı görülmektedir. Bazı sonuçların bu değerlendirmeye uymuyor olmasının sebebi ise üretilen malzemenin toz metal kompozit malzeme olmasından kaynaklı küçükte olsa yapısal farklılıklar gösterebileceği, bu tip malzemelerde tam olarak homojen bir yapının sağlanamayacağı sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, aluminum matrix SiC reinforcement composite material was produced by hot pressing. Aluminum and SiC powders were mixed for 2 hours in a turbula device containing 10 mm diameter steel balls. After mixing, 5 powder metal composite block samples with dimensions of 14x32x52 mm were produced from the powders placed in the steel mold with a one-way press under 200 MPa pressure for 2 hours at varying temperatures (500, 520, 540, 560 and 580 ˚C). Cross-fracture and abrasion test specimens from the produced block composite specimens were prepared by cutting by wire erosion method. Densities of the produced samples were determined, hardness measurements were taken and metallographic examinations were made. In addition, the cross-fracture tests and wear performances of the samples in the pin-on-disc device were examined. Wear tests at room temperature and dry environment using pin-on-disc device; 15 abrasion tests were carried out on hardox 500 steel abrasive at a distance of 2000 m under varying loads of 5,10,15N. The high density values obtained from the composite samples show that sufficient sintering is achieved at all pressing temperatures, and the microstructure pictures show that the SiC particles are generally homogeneously dispersed in the matrix structure. It was observed that there were significant improvements in the mechanical properties of the composite samples containing SiC compared to the mechanical properties of the aluminum powder metal part. Although the hardness values give almost the same results, the highest hardness was obtained with a HBw value of 40.86 and at a pressing temperature of 580 ˚C. The results of the pin-on-disc wear test were calculated according to the weight losses. It has been determined that the wear resistance of the composites is better than the aluminum powder metal material, and according to the test results, the ideal operating temperature for this study is 560 ˚C. When the wear results are evaluated as a whole, although the composition and reinforcement content of all samples are the same, it is seen that the wear resistance of the produced composite material increases and the wear losses decrease as the temperature increases due to the temperature difference in the hot pressing process. The reason why some results do not comply with this evaluation is that the material produced may show slight structural differences due to the powder metal composite material, and it has been concluded that a fully homogeneous structure cannot be achieved in this type of materials.
Benzer Tezler
- Toz metalurji metodu ile üretilen alüminyum matrisli ve alümina takviyeli kompozit malzemenin abrasiv aşınma davranışının incelenmesi
Investigation of abrasive wear behaviour of aluminum matrix and alumina reinforced composite material produced by powder metallurgy method
FURKAN YALÇINKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL ARIK
- Alüminyum matrisli seramik partikül takviyeli kompozit kaplamaların plazma püskürtme tekniği ile üretilmesi ve aşınma davranışının incelenmesi
Production of ceramic reinforced aluminium matrix composite coatings by plasma spray technique and investigation of their wear behaviour
AHMET SACİT EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Bor karbür takviyeli metal matrisli kompozit malzeme üretimi
Production of boron carbide reinforced metal matrix composite
AHMET KABİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÇİĞDEM
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇAĞLAR YÜKSEL
- Alüminyum matrisli seramik parçacık takviyeli kompozit-hibrit malzemelere nano grafen katkısının mikroyapı-sertlik ve aşınma davranışına etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of nano graphen additive to aluminum matrix ceramic particle reinforced composite-hybrid materials on microstructure-hardness and abrasion behavior
ALPER NAMALAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN GÖKMEŞE
- Mikrodalga sinterleme ile üretilen alüminyum alaşımı esaslı sic ve gr takviyeli hibrit kompozitlerin tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Mikrodalga sinterleme ile üretilen alüminyum alaşimi esasli sic gr takviyeli hibrit kompozitlerin tribolojik özelliklerinin i̇ncelenmesi
MELİSA SERT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET AYVAZ