SiC parçacık takviyeli Al matris kompozit malzemelerin mekanik ve mikroyapı özelliklerine karıştırıcıtipive takviye oranı etkisinin incelenmesi

Abstract

IV SiC PARÇACIK TAKVİYELİ AL MATRİS KOMPOZIT MALZEMELERİN MEKANİK VE MİKROYAPI ÖZELLİKLERİNE KARIŞTIRICI TİPİ VE TAKVİYE ORANI ETKİSİNİN İNCELENMESİ Ahmet KÖKEN Makine Eğitimi, Yüksek Lisans Tezi, 2005 Danışman : Yrd. Doç. Dr. Mustafa AYDIN ÖZET Bu çalışmada, parçacık takviyeli alüminyum esaslı metal matrisli kompozit (MMK) malzemeler toz metalürjisi yöntemiyle üretilmiştir. Takviye elemanı olarak SiC parçacıkları kullanılmıştır. Kompozit malzemeler, alüminyum matris içerisine ağırlıkça % 5, 10 ve 20 oranlarında SiC ilave edilerek hazırlanmıştır. Daha sonra bu toz karışımları 1, V ve Yatay tip karıştırma makinasında karıştırılmıştır. Elde edilen karışımlar, 500 MPa yük altında tek eksenli preste sıkıştırılmıştır. Kompozit parçalar tüp fırın içerisinde argon atmosferi altında 600 °C de 1 saat sinterlenmiştir. Kompozit numuneleri karakterize etmek için optik ve elektron mikroskobu (SEM) incelemeleri yapılmıştır. Ayrıca mekanik özellikleri belirlemek için, mikro sertlik, çapraz kırılma ve aşınma testi uygulanmıştır. SiC takviye oranındaki artışla birlikte kompozit parça yoğunluklarının arttığı görülmüştür. Bununla birlikte % teorik yoğunluk, kompozit yapı içindeki parçacık takviye miktarının artmasıyla ve dolayısıyla gözenek yoğunluğunun artmasıyla düşmüştür. SiC miktarındaki artış sıkıştırılabilme kabiliyetini olumsuz yönde etkilemiştir. SiC takviye oranındaki artışla çapraz kırılma dayanımında azalma, sertlikte ise artış belirlenmiştir. Aşınma testleri sonucunda, takviye oranı artışının kompozitlerin aşınma direncini iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Karıştırıcı tipine göre en fazla aşınma yatay tipte üretilen MMK malzemelerde oluşurken, en az aşınma miktarı V tipi karıştırıcıda hazırlanan numunelerde görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Al-SiCp, Aşınma, Karıştırıcı tipi, MMK.

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF MTXER TYPE AND SiC PARTICLE RATIO ON MECHANICAL AND MICROSTRUCTURAL PROPERTIES OF SiC PARTICLE REINFORCED AL MATRIX COMPOSITES Ahmet KÖKEN Machine Education, M.S. Thesis, 2005 Supervisor: Asist. Prof. Mustafa AYDIN SUMMARY In this study, particle reinforced Al metal matrix composites (MMC) were produced by Powder Metallurgy (PM) route. SiC particles were used as reinforcing material. Three different compositions were prepared by adding 5, 10 and 20% SiC by weight in aluminum powders. Then, these powders were mixed by using I, V and horizontal type powder mixing machines. Mixed powders were pressed under the pressure of 500 MPa by using unaxial hydraulic press. The composite parts were sintered in a tube furnace under argon atmosphere at 600 °C for one hour. Optical and scanning electron microscopy investigations were made to characterize the composites. Microhardness measurements, transverse rupture and wear test were carried out in order to determine the mechanical properties of the specimens. The density of the composites was increased by increasing the ratio of SiC reinforcement particle. Nevertheless, the theoretical density (%) of the composites was decreased by increasing the SiC reinforcement ratio due to high porosity ratio. It was also found that the compressibility behaviour was affected negatively by increasing SiC reinforcement ratio. Experimental results showed that the transverse rupture strength decreased by increasing the SiC reinforcement ratio which resulted in an increase in hardness. It was observed that the increase of reinforcement rate improved wear resistance of the composite materials. According to the mixer types; the highest wear loss of the produced MMC metarials was measured in the samples produced from horizontal type mixer and the lowest wear loss was measured in the samples produced from V type mixer. Keywords: Al-SiCp, Metal matrix composite, Mixer type, Wear.