AA2024/Al2O3 parçacık takviyeli metal matrisli kompozit köpüklerin üretimi ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Çalışmada; AA2024/ Al2O3 takviyeli kompozit metal köpükler toz metalürjisi yöntemi kullanılarak üretildi. Matris malzemesi olarak ortalama tane boyutu 110 μm olan AA2024 alaşımı kullanıldı. Takviye malzemesi olarak ortalam tane boyutu 40 μm olan Al2O3, %1, %3 ve %5 oranlarında katıldı. Köpürtücü ajan ilavesi olarak %1 oranında ısıl işleme tabi tutulmuş TiH2 eklendi. Farklı oranlarda takviye ve sabit oranda köpürtücü ajan ilavesi ile oluşturulan karışımlar farklı öğütme sürelerinde gezegen tipi bilyeli değirmende mekanik alaşımlandı. Elde edilen tozlar 500 °C' de sinterlenerek 625 MPa basınç ile preslendi. Elde edilen numuneler 750 °C sıcaklıkta 5,6,7,8,9,10,12 dakika süre ile açık atmosferde köpürtme işlemine tabi tutuldu. Elde edilen tozların ve numunlerin karakterizasyonu (SEM-EDS, XRD) yapılmış, fiziksel özellikleri (yoğunluk, gözeneklilik , ortalam gözenek boyutları), mekanik özellikleri (sertlik) belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre en düşük yoğunluk, homojen gözenek dağılımı %3 Al2O3 takviyeli kompozit metal köpüklerde elde edilmiştir. artan takviye oranına bağlı olarak sertlik değerlerinde artış gözlenmiştir.

In this study; AA2024/ Al2O3 reinforced composite metal foams were produced using powder metallurgy method. AA2024 with average grain size 110 μm was used as matrix material. Al2O3, reinforcement material,with average grain size 40 μm, was added at %1, %3, and %5. %1 heat treated TiH2 was added as blowing agent. The mixtures which was formed with different amount of reinforcement addition and fixed amount of blowing agent were mechanically alloyed with planetary type ball mill with different alloying time. The obtained powders were sintered at 500 ° C and pressed with a pressure of 625 MPa. The obtained samples were foamed in an open atmosphere at 750 ° C for 5,6,7,8,9,10,12 minutes. The characterization of the obtained powders and samples (SEM-EDS, XRD), physical properties (density, porosity, average pore size), mechanical properties (hardness) were determined. According to the results obtained, the lowest density, homogeneous pore distribution was obtained from 3% Al2O3 reinforced composite metal foams. With increasing reinforcement rate, increasing hadness values observed.