SiC ve h-BN parçacık takviyeli Cu-Sn-Zn alaşımı kaymalı yatakların toz metalurjisi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of SiC and h-BN particle reinforced Cu-Sn-Zn alloy plain bearings by powder metallurgy
- Tez No: 865173
- Danışmanlar: PROF. DR. ADEM BAKKALOĞLU, PROF. DR. YÜCEL GENÇER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 248
Özet
Bu tezin amacı, endüstri ve mobilite sektöründe yoğun olarak kullanılan kaymalı yatak alaşımlarından beklenen düşük sürtünme ve yüksek aşınma direncine sahip modifiye edilmiş toz metalurjisi ile üretilmiş yatak alaşımı geliştirmektir. Bu kapsamda yatak alaşımı olarak kullanılan CuSn10, CuZn30 metalik alaşımları, Sn ve Zn metalik tozlarının yanında takviye malzemeleri olarak farklı oranlarda h-BN ve SiC ilave edilerek yatak alaşımları hazırlanmıştır. Hazırlanan alaşım tozları yüksek enerjili mekanik alaşımlama ünitesi de kullanılarak 1000 devir/dk hızla 3 saat süreyle homojen bir karışım sağlanmıştır. Sonrasında hidrolik silindir yardımıyla hazırlanan kalıpta preslenerek kalıplanmış ve atmosfer kontrollü fırında sinterlenmiştir. Hazırlanan farklı bileşimlere sahip numunelerin tamamı aşınma ve sürtünme testlerine tabi tutulmuş ve sonuçları karakterize edilmiştir. Sinterleme sıcaklığı 820 0C'de 2 saat süreyle gerçekleştirilmiş olup yapılan DSC analizinde bu sıcaklıkta numunelerin metalik matris kompozisyonlarında sıvı faz sinterlemenin olmadığı tespit edilmiştir. Takviye malzemesi olarak kullanılan h-BN ve SiC'ün sinterleme sonrası numunelerin boyutlarında tespit edilen çekme miktarını azalttığı, bunun yanında mekanik özellikleri de genel olarak h-BN'ün azalttığı, SiC'ün artırdığı tespit edilmiştir. Sinterleme sonrası yapılan XRD analizlerinde alaşım olarak kullanılan CuSn10 ve CuZn30 tozlarının yanında katı katı reaksiyonları sonunda Cu5Zn6, Cu6Sn5, Cu5Zn8, Cu41Sn11 gibi bileşimlerin de oluştuğu tespit edilmiştir. Bunun yanında takviye malzemesi olarak kullanılan h-BN ve SiC'ün matris içerisinde yer alan metalik tozlar ile reaksiyona girmediği tespit edilmiştir. Hazırlanan numunelerin teorik yoğunlukları ile gerçek yoğunlukları hesaplanarak karşılaştırılmıştır. Buna göre takviye malzeme miktarı arttıkça öncesinde azalan gözenek miktarı ve teorik yoğunluk ile gerçek yoğunluk miktarındaki fark, takviye miktarındaki artışa paralel olarak artmıştır. Sinterleme sonrası yapılan optik mikroskop ve SEM incelemeleri sonrasında metalik matrisin homojen bir yapıya sahip olduğu, bunun yanında h-BN'ün yapı içerisinde ilave miktarına bağlı olarak kısmen toplandığı, ayrıca takviye malzemesi olarak ilave edilen SiC'ün mekanik alaşımlamanın etkisiyle mikron altı tane boyutlarına inerek matris içerisinde kısmen dağıldığı tespit edilmiştir. Aşınma ve sürtünme testleri sonunda sürtünme katsayısını (COF) düşürmek amacıyla ilave edilen h-BN'ün ilave miktarıyla öncesinde sürtünme katsayısını düşürdüğü, ilave miktarındaki artışla aşınma mekanizmasındaki değişim ve artışla birlikte sürtünme katsayısını artırdığı tespit edilmiştir. Bunun yanında aşınma direncini artırmak amacıyla ilave edilen SiC'ün ilave miktarındaki artışa bağlı olarak aşınma direncini artırdığı, bunun yanında sürtünme katsayısında da artışa neden olduğu bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis is to develop a bearing alloy produced by modified powder metallurgy with the low friction and high wear resistance expected from plain bearing alloys that are widely used in the industry and mobility sector. In this context, bearing alloys were prepared by adding different amounts of h-BN and SiC as reinforcement materials, as well as CuSn10, CuZn30 metallic alloys, Sn and Zn metallic powders used as bearing alloys. A homogeneous mixture of the prepared alloy powders was achieved by using a high-energy mechanical alloying machine at a speed of 1000 rpm for 3 hours. Then, it was pressed and molded in the mold prepared with the help of a hydraulic cylinder and sintered in an atmosphere-controlled furnace. All prepared samples with different compositions were subjected to wear and friction tests and the results were characterized. The sintering temperature was carried out at 820 0C for 2 hours, and in the DSC analysis, it was determined that there was no liquid phase sintering in the metallic matrix compositions of the samples at this temperature. It has been determined that h-BN and SiC used as reinforcement materials reduce the shrinkage change detected in the dimensions of the samples after sintering, while h-BN generally reduces the mechanical properties and SiC increases them. In the XRD analyzes performed after sintering, it was determined that in addition to the CuSn10 and CuZn30 powders used as alloys, compounds such as Cu5Zn6, Cu6Sn5, Cu5Zn8, Cu41Sn11 were also formed as a result of solid-solid reactions. In addition, it was determined that h-BN and SiC used as reinforcement materials did not react with the metallic powders in the matrix. The theoretical densities of the prepared samples were calculated and compared with their actual densities. Accordingly, as the amount of reinforcement material increased, the amount of porosity decreased before and the difference between the theoretical density and the actual density increased in parallel with the increase in the amount of reinforcement. According to the optical microscope and SEM examinations made after sintering, the metallic matrix has a homogeneous structure, h-BN is partially collected in the structure depending on the amount of addition, and the SiC added as a reinforcement material decreases to submicron grain sizes with the effect of mechanical alloying. It was determined that it was partially dispersed in the matrix. At the end of the wear and friction tests, it was determined that the h-BN added to reduce the coefficient of friction (COF) decreased the friction coefficient with the additional amount, and increased the friction coefficient with the change and increase in the wear mechanism with the increase in the amount of addition. In addition, it was found that SiC added to increase wear resistance increased wear resistance depending on the increase in the amount of addition, and also caused an increase in the coefficient of friction.
Benzer Tezler
- Sürtünme karıştırma prosesi kullanılarak yüzeyine sic ve bn parçacık takviye edilen aa 5182 alüminyum alaşımının tribolojik olarak incelenmesi
The investigation of tribological properties of sic and bn particles surface reinforced aa 5182 aluminum alloy by using friction stir process
SERKAN KARAKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEVFİK KÜÇÜKÖMEROĞLU
- Toz metalurjisi yöntemi ile Al-SiC kompozit malzeme üretimi ve işlenebilirliğinin incelenmesi
Production of Al-SiC composites by powder metallurgy technique and investigation of their machinability behaviours
ERKAN AKORAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TÜRKER
- Cp-Ti üzerine kitin, TiO2, SiC ve h-Bn ince filmler kaplanarak biyomimetik yüzeyler elde edilmesi
Obtaining biomimetic surfaces on Cp-Ti by coating chitin, TiO2, SiC and h-Bn thin films
BURAK ATİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
BiyomühendislikAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÇELİK
- Plazma püskürtme yöntemi ile BN, B4C ve SiC takviyeli alüminyum kaplamaların üretimi, karakterizasyonu ve aşınma davranışının incelenmesi
Investigation of production with plasma spray method, characterization and wear behaviour of BN, B4C and SiC reinforced al coatings
SELDA KAYRAL
Doktora
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SALİM ŞAHİN
PROF. DR. FATİH ÜSTEL
- Sıcak presleme yöntemi ile Al2Cu ve h-BN katkılı alüminyum ve alüminyum alaşım matrisli kompozitlerin aşınma davranışlarının incelenmesi
Investigation of abrasion behavior of aluminum and aluminum alloy reinforced with Al2Cu and h-BN produced by hot pressing
BURAK SAMED DOĞU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU