Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Met.Ve Malzeme Müh.Böl., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Tolga ÖZKAN
Danışman: Kerem Altuğ Güler
Özet:
Alüminyum matrisli kompozitler yüksek mukavemet, sertlik ve aşınma direnci gibi mekanik özelliklere sahiptir. Metal matrisli kompozitlerde takviye fazının dışarıdan ilave edilmesiyle, partiküllerin matris içerisinde homojen dağılmaması ve matrisin takviye fazını ıslatamaması gibi sorunlar ortaya çıkmaktadır. İnsitu üretim yöntemiyle, takviye fazı matris içerisinde yerinde oluşturularak partiküllerin matris içerisinde homojen dağılımı sağlanmaktadır.
Düşük üst ısılı döküm yöntemi, sıvı metalin likidüs sıcaklığının hemen üstünde dökülmesi sonrası hızlı katılaşmasını sağlar. Hızlı soğumanın etkisiyle dendritik büyüme baskılanır ve rozet tip tanelerin yoğun olarak bulunduğu sahip bir mikroyapı elde edilir. Elde edilen mikroyapı ise daha sonraki yarı katı şekillendirme proseslerine olanak sağlar.
Bu çalışma kapsamında A356, A380, A413 alüminyum alaşımları ve AM50 magnezyum alaşımı kullanılarak alüminyum matrisli Mg2Si takviyeli kompozitlerin insitu üretimi ve yarı katı şekillendirilmesi araştırılmıştır.
xiv
Matris olarak kullanılan A356, A380 ve A413 alaşımlarının döküm sıcaklıkları sırasıyla 650 ⁰C, 630 ⁰C ve 620 ⁰C seçilmiştir. Her matris için ağırlıkça %5, %10 ve %15 olacak şekilde AM50 magnezyum alaşımı ilave edilmiş ve çelik kokil kalıba döküm gerçekleştirilmiştir.
Üretilen A356, A380 ve A413 matrisli kompozitler daha sonra yarı katı sıcaklık aralığında 580 ⁰C’ a ısıtılıp hidrolik pres ile %50 oranında şekillendirilmiştir. Döküm halinde, suda soğutulmuş ve yarı katı şekillendirilmiş numuneler mikroyapı incelemeleri, Brinell sertlik ölçümü, aşınma ve tarama elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir.
Yapılan mikroyapısal incelemelerde mikroyapıda başarılı bir şekilde primer ve ötektik Mg2Si fazının oluştuğu görülmüştür. %15 AM50 ilave edilen kompozitlerde primer Mg2Si fazının boyutu ve sayısının arttığı görülmüştür.
Oluşan Mg2Si takviye fazının kompozitlerin sertlik ve aşınma direncini artırdığı görülmüştür. Yeniden ısıtılmış ve su verilmiş numunelerde ötektik faz ve alüminyum tanelerinin incelmesiyle sertliğin döküm haline göre arttığı görülmüştür. En yüksek sertlik değerleri, içerdiği bakır nedeniyle oluşan Cu-Mg-Si intermetalikleri ve bakırın bir kısmının α-Al içerisinde çözünmesi ve katı çözelti sertleşmesi sağlaması nedeniyle A380/Mg2Si kompozitlerde elde edilmiştir.
En yüksek aşınma direncinin sertlik sonuçları ile paralel olarak A380/Mg2Si kompozitlerde elde edildiği görülmüştür. En düşük aşınma oranı A380-%15 AM50 kompozitinde elde edilmiştir. AM50 ilavesi ile kompozit mikroyapısında α-Al ve ötektik yapının incelmesi ve ince Mg2Si partiküllerinin oluşmasıyla bu kompozitte 120 HB sertlik ve 0.590 (mm3/N.m)x103 aşınma oranı elde edilmiştir.