AA7075-Al2O3 ve SiC parçacık takviyeli hibrit/kompozit malzemelerinin aşınma davranışı ve mekanik özelliklerin incelenmesi

Abstract

Bilim ve teknoloji alanındaki gelişmeler sonucunda kompozit malzemelerin önemi günümüzde giderek artmaktadır. Kompozit malzemeler sayesinde yüksek akma mukavemeti, yüksek elastiklik modülü, yüksek basma gerilmesi, yüksek aşınma direnci, düşük termal genleşme katsayısı ve yüksek sıcaklık mukavemeti gibi özelliklerinde önemli ölçüde iyileştirmeler meydana getirilmiştir. Ancak yapılan birçok çalışmada tek tip seramik malzeme takviyesi ile kompozit üretimi yapılmaktadır. Bu çalışmada iki farklı seramik malzeme takviyesi ile kompozit üretimi gerçekleştirilerek her geçen gün sürtünmeden kaynaklı aşınmadan dolayı ekonomik kayıpları azaltmak amaçlanmıştır. Bu tez çalışmasında gaz atomizasyonu yöntemi ile üretilmiş AA7075 metal matrisli Al2O3 ve SiC takviyeli hibrit/kompozit numuneler üretilmiştir. Bu kapsamda AA7075 metal matrisine ağırlıkça %5-%10 ve %15 yüzdelere sahip Al2O3/SiC seramik tozları ilave edilmiştir. Hazırlanan AA7075 tozları ve seramik parçacıklar üç eksenli bir karıştırıcıda 30 dakika boyunca karıştırılmıştır. Karışım tozlar 700MPa basınçta tek yönlü soğuk preste silindir deney numuneleri şeklinde preslenmiştir. Daha sonra deney numuneleri, 600 0C'de 60 dakika boyunca argon gazı altında sinterlenmiştir. Sinterleme sonrası numunelerin mikro yapı incelemeleri, sertlik, yoğunluk ölçümleri yapılmıştır. Pin-on–disk tipi cihaz kullanılarak, 10 N yükte 500 rpm dönüş hızında ve 1000-1500 ve 2000 metre aşınma mesafesine bağlı olarak aşınma testleri yapılmıştır.Yapılan deneyler sonucunda artan seramik faz takviye miktarına göre, numunelerin sertlik değerlerinde artış meydana gelmiştir. Aşınma mesafesinin artışına bağlı olarak sürtünme katsayısında ve aşınma kaybında artışın meydana geldiği tespit edilmiştir.

As a result of developments in science and technology, the importance of composite materials is increasing. Significant improvements have been made in the properties of the composite materials such as high yield strength, high elastic modulus, high compressive stress, high wear resistance, low thermal expansion coefficient and high temperature strength. However, in many studies, composite production is performed with one type of ceramic material reinforcement. In this study, it is aimed to reduce the economic losses due to friction-induced wear by performing composite production with two different ceramic material reinforcement.In this thesis, AA7075 metal matrix fabricated by gas atomization method Al2O3-SiC reinforced hybrid / composite samples were produced. In this context, Al2O3 / SiC ceramic powders with 5% -10% and 15% wt were added to the AA7075 metal matrix. Prepared AA7075 powders and ceramic particles were mixed in a three-dimension mixer for 30 minutes. The mixture powders were pressed in the form of cylinder test specimens in a one-way cold press at 700MPa pressure. The test specimens were then sintered at 600 ° C for 60 minutes under argon gas flow. Microstructure, hardness and density measurements to the samples after sintering were applied. Using a pin-on test disc-type device, wear tests were carried out at a rotation speed of 500 rpm at 10 N load and depending on the wear distance of 1000-1500 and 2000 meters.As a result of the experiments, the hardness values of the samples were increased depending on the increasing amount of ceramic phase reinforcement. It was determined that there was an increase in the friction coefficient and the loss of wear regarding to the increase in the wear distance.