Melt infiltration squeeze casting of sic reinforced functionally graded metal matrix composite processing and characterization
Sıc takviyeli fonksiyonel kademeli metal matris kompozitin eriyik sızma sıkıştırma dökümü ile proses ve karakterizasyonu
- Tez No: 850496
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KALKANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Metal-Seramik kompozitler farklı endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüzde alüminyum ile güçlendirilmiş silisyum karbür seramikler balistik, yapısal uygulamalar, otomotiv endüstrisi ve elektrik sistemleri gibi çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, eriyik sızma sıkıştırma dökümü ile seramik-metal kompozitler üreterek aşınma direnci, sertlik gibi mekanik davranışlardaki farklılığı proses ve kompozitin silisyum karbür içeriği ile ilişkilendirmektir. 50 g SiC tozdan yapılan ve 20 g SiC tozu + 30 g Al tozu içeren kompaktlara sıcak preform sıkıştırma döküm uygulandı. 20 g SiC tozu ve 30 g Al tozu içeren diğer kompakta ise soğuk preform sıkıştırma döküm uygulandı. Otomatik Hidrolik Pres kullanılarak infiltrasyon ve ön ısıtma öncesi yapılar elde edildi. Sıcak preform sıkıştırma döküm prosesinde, seramik preform 1000 °C'ye ısıtılarak kalıp boşluğuna yerleştirildi, daha sonra %2 Mg katkılı sıvı Al6061 alaşımı kalıptaki sıcak preformun üzerine dökülerek 100 Mpa ile basınçlandırıldı. Sıcak preform sıkıştırmalı dökümü tamamlandı. Ayrıca seramik-metal preform üzerine sıcak preform sıkıştırma dökümü gerçekleştirildi ve 800 °C'ye ısıtıldı, daha sonra sıcak preform sıkıştırma dökümünü tamamlamak için 100 Mpa ile infiltrasyon gerçekleştirildi. Soğuk ön kalıp sıkıştırma döküm prosesinde, seramik-metal ön kalıp kullanılıp ve ön kalıp ısıtılmadan infiltrasyon gerçekleştirildi, daha sonra gerinim tetiklemeli ergiyik aktivasyonuna ve katı faza benzer nihai konsolidasyonu elde etmek için numune yaklaşık 600 °C'de bir buçuk saat boyunca vakumla sinterlenmiştir. Numuneler XRD, SEM, EDS, görüntü analizi, parçacık boyutu analizi, aşınma testi ve sertlik yöntenmleri ile karakterize edilmiştir. Mekanik karakterizasyon açısından, %100 SiC tozu içeren kompakt ile yapılan, sıcak preform sıkıştırma döküm tekniğiyle üretilen numune ile en yüksek performans elde edilmiştir. Numunenin ortalama sertlik değeri 224 HBW (2,5/62,5) olarak ölçülmüştür. Ayrıca aşınma testi sonuçları, bu numunenin spesifik aşınma oranının, uygulanan 10, 15 ve 20 N yükler altında 0,008, 0,007 ve 0,006 mm3/Nm ile en düşük spesifik aşınma oranını verdiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Today, silicon carbide(SiC) ceramics reinforced with aluminum(Al) are used in variety of applications such as ballistics, structural applications, automotive industry and electrical systems. The aim of this study is to produce ceramic-metal composites with squeeze cast infiltration to investigate the difference in mechanical behaviors such as wear resistance, hardness and its relation with the processing of the composite and the SiC content of the composite. The hot preform squeeze casting is applied to the compacts which are made of 50 g powder containing 20 g SiC powder and 30 g Al powder, and the compact which contains 50 g SiC powder. Cold preform squeeze casting applied to the compact which contains 20 g SiC powder and 30 g Al powder. In the hot preform squeeze casting process, the ceramic preform was heated to 1000 °C and placed into the mold cavity, then the 2 wt% Mg was added in liquid Al6061 then alloy was poured on top of hot preform in the mold and then pressurized with 100 MPa to complete hot preform squeeze casting. Also, hot preform squeeze casting was performed with the ceramic-metal preform, and it was heated to 800 °C, then the infiltration occurred with 100 MPa to complete hot preform squeeze casting. In the cold preform squeeze casting process, the ceramic-metal preform was used and the infiltration was realized without the heating of the preform, then it was vacuum sintered around 600 °C for 1.5 h to obtain final consolidation similar to strain-induced melt activation and solid phase sintering. Squeeze-cast infiltrated specimens were characterized by XRD, SEM, EDS, image analysis, particle size analysis, wear test, and hardness tests. In terms of the mechanical characterization, experimental results revealed that the highest performance was obtained by the hot preform squeeze casting technique with %100 SiC porous compact. The average hardness value of the specimen was measured as 224 HBW (2.5/62.5). In addition, wear test results indicate that the specific wear rate of this specimen revealed the lowest specific wear rates which are 0.008, 0.007, and 0.006 mm3/Nm under the 10, 15, and 20 N applied loads.
Benzer Tezler
- Bimetal kompozitlerin metal talaşlarıyla üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of bimetal composites by metal shavings
RIDVAN GECÜ
Doktora
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET KARAASLAN
- Gaz enjeksiyon ve elementel karbon ilavesi yöntemleri ile tic takviyeli alüminyum matrisli kompozit üretimi
Başlık çevirisi yok
IŞIL ÇEVİKER KERTİ
Doktora
Türkçe
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. ERMAN TULGAR
- Metal infiltre edilmiş mikro poroz karbon kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışının karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLTEKİN GÖLLER
Doktora
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN TEKİN
- Development of functionally graded aluminum matrix composite materials for defense industry applications
Savunma sanayii uygulamaları için fonksiyonel dereceli alüminyum matriksli kompozit malzemelerin geliştirilmesi
TAHA YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KALKANLI
- S-allümina (Saffil) takviyeli ZA 12 esaslı kompozit malzemelerin infiltrasyon yöntemi ile üretim ve özelliklerinin incelenmesi
Production of saffil (S-AlzO3) fibre reinforced Zinc-Aluminum Alloy (ZA12) matrix composites using infiltration technique and study of their properties
SÜLEYMAN CAN KURNAZ