Mechanical properties of compacted and sintered powder metallurgy blanks

Abstract

ÖZET TOZ METALLIC JI YÖNTEMİYLE BRKETLENEREK VE PİŞİRİLEREK ÜRETİLEN PARÇALARIM MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÖZAKÇA, Mustafa Yüksek Lisans Tezi, Makina Mühendisliği BöIühiü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Süleyman Saritaş Haziran 1989, 91 Sayfa Bu çalışmada, toz metallurji yöntemiyle briketlenerek ve pişirilerek üretilen parçaların mekanik özellikleri incelenmiştir. Deneysel çalışmalar yüzey oksitlenmesinin ve gözeneklerin mekanik özelliklere etkisini incelemek üzere iki ana grup etrafında yoğunlaştırılmıştır. Yüzey oksitlenmesinin mekanik özelliklere etkisini tesbit etmek için briketlenmiş demir tozları kırılmış amonyak, azot, hava gibi atmosferlerde veya pik talaşı ve kok tozu karışımından oluşan ortam içinde pişirilmiştir, indirgeyici atmosfer özelliği gösteren kırılmış amonyak ortamda pişirilen parçalardan oksitsiz yüzey ve en yüksek mekanik özellikler elde edilmiştir. Bunu koruyucu azot atmosferinde pişirilen parçalar izlemektedir. Ayrıca metalografik çalışmalar sonucunda kırılmaların oksitlenmiş tane sınırından başladığı tesbit edilmiştir. Gözeneklerin ve briketleme basıncının mekanik özelliklere etkisini incelemek için yoğunluğu */? 79 ile `/. 94 arasında değişen pişirilmiş parçalar çekme testine tabi tutulmuşlardır. Pişirilmiş malzemelerinçekme mukavemetleri basma yüküne göre maksimum nokta göstermiştir. Bu nokta '/. 98 yoğunluğa karsı gelmektedir. Yoğunluk daha da artırıldığında çekme mukavemeti azalmıştır. Bu durum havanın izole gözeneklerde hapsedilmesiyle izah edilmiştir. Bu hava pişirme esnasında genişleyerek daha önce oluşan soğuk kaynakları yırtmış ve böylece pekme mukavemetini düşürmüştür. Soğuk kaynakların yırtılması ile oluşan çatlaklar ve briketlemedeki yoğunluk dağılımı metalografik metotlarla tesbit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Toz metalürji, Gözenek, Yüzey oksitlenmesi, Pişirme atmosferi vı

ATTRACT MECHANICAL PROPERTIES OF COMPACTED AND SINTERED POWDER METALLURGY BLANKS ÖZAKÇA Mustafa M.S. in Mechanical Engineering Supervisor : Assoc. Prof. Dr. Süleyman Sari t as June 1989, 91 Pages In this study mechanical properties of compacted and sintered powder metallurgy parts were investigated. The experimental works were focused on observing the influence of powder surface oxidation and residual porosity on mechanical properties. To assess the influence of surface oxidation on the mechanical properties, the amount of surface oxidation was modified by subjecting the powder compacts to different sintering atmospheres. These sintering atmosphere were: Dissociated ammonia, nitrogen, air and mixtures of cast iron chips-coke powders media. Reducing type dissociated ammonia atmosphere produced the oxide-free surface boundary, and gave the highest mechanical properties. Protecting type inert nitrogen atmosphere also produced acceptable level of mechanical properties. Metallographic examination showed that tensile crack initiations were generally started from oxidized surface boundaries. mSintered samples, with densities varying from 79 '/. to 94 `/. of theoretical density, were tested in tension to study the effects of residual porosity and compacting pressure on mechanical properties. Tensile strengths of sintered blanks showed a peak with respect to compacting force. This peak corresponded to BQ */. compacted density. As density was further increased it resulted with lower tensile strengths. This is enpiamed with trapping of air in isolated pores at higher compacting forces, entrapped air is compressed. Later, during sintering, it is expanding and shearing the cold welds produced during compaction, and thus reducing the tensile strength. Keywords: Powder metallurgy, Porosity, Surface oxidation, Sintering atmosphere IV