Partikül takviyeli aliminyum silisyum esaslı metal matriks kompozit malzemelerin aşınma özellikleri

Abstract

V. ÖZET PARTİKÜL TAKVİYELİ ALÜMİNYUM-SİLİSYUM ESASLI METAL MATRİKS KOMPOZİT MALZEMELERİN AŞINMA ÖZELLİKLERİ Bu tez çalışmasında, A1203 ve SiC partiküllerinin değişik boyut ve hacim oranlarında takviye edilmiş Al-Si esaslı (LM-13 alaşımı) Metal Matriksli Kompozitlerin (MMK) aşınma davranışları yağlayıcısız olarak disk üstü pim tekniği kullanılarak incelenmiştir. Bu malzemelerin yapısını ve sertlik davranışım belirlemek, ve bu özellikler ile incelenen aşınma davranışları arasında ilişki kurmak için metalografik muayenelerle birlikte yoğunluk ve sertlik ölçümleri de yapılmıştır. Yapılan yoğunluk ölçümleri, genellikle her iki tip takviye partikülleri için de hacim oranının artması ile kompozitlerin yoğunluğunun arttığım, fakat bu artışın daha az porozite göstermesinden dolayı alümina partikül takviyeli kopozitlerde daha istikrarlı olduğunu göstermiştir. Takviye edilmiş alaşım ve kompozitlere standart bir T6 ısıl işlemi uygulanmıştır. Döküm ve ısıl işlemli hallerin her İkisinde de, hacim oranının artışı ve partikül boyutunun küçülmesiyle kompozitlerin sertliği artmış, fakat bu artış ısıl işlemli haldeki kompozitlerde çok daha yavaş olmuştur. Aşınma sonuçlan, her iki tip takviye partiküllerinde de hacim oram ve partikül boyutunun artışı ile aşınma miktarının önemli bir şekilde düştüğünü göstermiştir. Ayrıca, aynı boyut ve aynı hacim oranında partikül içeren alümina partikül takviyeli kompozitlerle SiC partikül takviyeli kompozitlerin karşılaştırılmasıyla, alümina partikül takviyeli kompozitlerin çok daha yüksek aşınma direnci gösterdiği de gözlenmiştir. 82

SUMMARY WEAR PROPERTIES OF PARTICLE REINFORCED ALUMINUM-SILICON BASED METAL MATRIX COMPOSITE MATERIALS In the present work, the wear behaviour of an Al-Si based alloy (LM-13) Metal Matrix Composites (MMC's) reinforced with various size and volume fraction of Al203 and SiC particles has been investigated using a pin-on-disc technique without lubricant. Density and hardness measurement together with metatlographic examinations have been also carried out on these materials to determine their structural integrity and the hardness behaviour to correlate these properties with the wear behaviour investigated. Density measurements showed that, in general, densities of the composites increased with increasing volume fraction of reinforcing particles of both type, but the increases were more consistent in the composites reinforced with alumina particles indicating less porosity in these composites. A standard T6 heat treatment was applied to the reinforced alloy and composites, and in both as-cast and heat treated conditions the hardness of the composites increased with increasing volume fraction and decreased size of particles, but the rate of increase was much slower for the composites in heat-treated condition. Wear results showed that the wear rate has considerably decreased with increasing volume fraction and particle size of the both type of reinforcing particles. It was also observed that the composites containing the same size and volume fraction of alumina particles had showed much higher wear resistance compared with those reinforced with SiC particles. 83