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: Belirtilmemiş.
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
- Ilgın gölü dolayının jeomorfolojisi
The Geomorphology of the surroundings of the Ilgın lake
KENAN TÜFEKÇİ
- Spor salonlarında tesis büyüklüğüne bağlı olarak program ilkelerinin araştırılması
Formulation of the programme of requiriments related to the capacity of space in sports centers
MERAL ERDOĞAN
- Sabit çıkış projeksiyon alanı ve lüle yüksekliğine sahip dairesel kesitli üç boyutlu hava yastıklarının mukayeseli etüdü
A Comparative study of three-dimensional air cushions with circular cross section, exit projection area and constant nozzle height
ARMAĞAN İNALHAN
- HI, HII, 17 Mn 4 ve 19 Mn 5 kazan çeliklerinin kaynağında ITAB'nin tokluğuna ısı girdisinin ve gerilme giderme tavlamasının etkileri
The Effects of heat input and stress-relief tempering on the toughness of the HAZ in the welding of type HI, HII, 17 Mn 4 and 19 Mn 5
ADNAN DİKİCİOĞLU
- Büyük mimarlık bürolarında yönetim aracı olarak bir maliyet hesabı modeli
Ein Kostenrechnungsmodel als steuerungsinstrument in grossen architekturbüros
A.MURAT ÇIRACI
