Vakum infiltrasyon yöntemiyle alüminyum matrisli hibrit kompozit üretimi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: DİLARA BİRSEN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Kerem Altuğ Güler
Eş Danışman: Gökhan Özer
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Alüminyum matrisli hibrit kompozit malzemelerinin yaygın kullanılma sebebi yüksek özgül dayanımı ve aşınma direnci özelliklerine sahip olmasıdır. Bu çalışmada, hibrit kompozit üretimi için hem insitu hem de exsitu yöntemler kullanılmıştır. Başta insitu kompozit üretimini gerçekleştirmek ve ara yüzeyde ıslanabilirlik özelliğinin geliştirilmesi için, ergiyik malzemeye AM50 magnezyum alaşımı ilave edilmiştir. Bu yöntem ile insitu takviye malzemesi üretildiği gibi infiltrasyon da iyileştirilmektedir. Insitu yöntemde, AM50 alaşım ilavesi sonucu gerçekleşen reaksiyonlar yardımıyla ergimiş metalde takviye elemanı olan Mg2Si fazı oluşturulur. Exsitu yönteminde ergimiş metal, kalıba yerleştirilmiş SiC preformlara vakum desteği ile infiltre edilmektedir. Sonuç olarak, mikroyapıda alüminyum matris içinde SiC ve Mg2Si takviyeleri bulunmaktadır. Matris malzemesi olarak A356, A380 ve 413 alaşımları, seçilmiştir. Bu çalışmada %5-%10 ve %15 ağırlık oranlarına sahip AM50 magnezyum alaşımı, vakum infiltrasyon sürecinde hibrit kompozit üretmek için kullanılmış ve mekanik özelliklere etkileri araştırılmıştır. Diğer parametreler ise sabit tutularak üretim gerçekleştirilmiştir. Vakum infiltrasyon işlemi alçı bağlı dereceli hassas döküm kalıplarında yapılmıştır. Üretilen her bir numunenin özelliklerin belirlenebilmesi için OM, SEM-EDS, aşınma test analizleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen numunelerde infiltrasyon sorunu yaşanmamış SiC ve Mg2Si takviyeleri homojen bir şekilde yapı içerisinde dağılmıştır. Katılaşma sırasında xiv oluşan primer Mg2Si, ötektik Mg2Si, exsitu yöntemiyle ilave edilen SiC ve α-Al taneleri mikroyapıda görülmektedir. AM50 ağırlık oranı arttıkça primer Mg2Si tanesi büyümekte ve polihedron forma sahiptir. En büyük primer Mg2Si tanesi A356 matrisli %15 AM50 numunesinde görülmektedir. A356 alaşım yapısında magnezyum içeriği A380 ve 413 alaşımına göre yüksek olduğu için gözlemlenmiştir. Yapı içerisine ilave edilen AM50 alaşımının ağırlık oranı arttıkça kompozit numunelerinde sertlik ve aşınma dayanımı belirgin bir yönde iyileşmemektedir. Yalnız A380 matrisli üretilen numunelerde AM50 ağırlık oranının artması ile sertlikte artış gözlemlenmektedir. A380 matrisli %15 ağırlık oranına sahip numunenin sertlik değeri 181 HB'dir. 413 matrisli %5 AM50 ağırlık oranına sahip numune 183,5 HB sertlik değerinde üretilmiştir. A356 ve 413 matrisli numunelerde en iyi aşınma dayanımı gösteren numuneler %5 AM50 ağırlık oranına sahiptir. A356 matrisli %5 AM50 ağırlık oranına sahip numunenin aşınma oran değeri 0,031 (mm3/N.m) x103'tür, 413 matrisli %5 AM50 ağırlık oranına sahip numunede ise değer 0,059 (mm3/N.m) x103'tür. Preform ve matris elemanı üzerindeki aşınma izleri incelendiğinde, takviye elemanın aşınma dayanımına olumlu yönde etkisi olduğu gözlemlenmiştir. Aşınma izi incelmiştir.