Sürtünme karıştırma prosesi ile üretilen Al5083/Al2O3 ve Al5083/Al2O3+h-BN kompozitlerin aşınma özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Al5083 alüminyum alaşımının yüzeyine sürtünme karıştırma prosesi (SKP) ile Al2O3 ve h-BN parçacıkları takviye edilip yeni kompozit yüzey tabakaları elde edilmiştir. SKP uygulanmış Al5083 alaşımı ve SKP ile %100Al2O3, %99Al2O3+%1h-BN, %97Al2O3+%3h-BN, %95Al2O3+%5h-BN ve %92Al2O3+%8h-BN takviye oranlarında tozlar kullanılarak Al5083/Al2O3, Al5083/%99Al2O3+%1h-BN, Al5083/%97Al2O3+%3h-BN, Al5083/%95Al2O3+%5h-BN ve Al5083/%92Al2O3+%8h-BN kompozit tabakaları prosesin aynı yönlü iki paso uygulanmasıyla üretilmiştir. SKP ile kompozit tabakalarını üretmek için 600 kg yük altında 1250 rpm takım dönüş hızı, 55 mm/dak ilerleme hızı ve 3° takım açısı uygulanmıştır. Takviyesiz ve çeşitli oranlarda yapılan takviyeli Al5083 alüminyum alaşımının yüzeyinde oluşturulan kompozit tabakaların mikro yapı, sertlik ve aşınma davranışları incelenmiştir. Aşınma deneyleri, ball-on disk aşınma deney düzeneğinde 5N yük altında 900 sn boyunca Al2O3 bilyeler kullanılarak yapılmıştır. Aşınma deneyleri sonucunda numuneler taramalı elektron mikroskobu ve 3D optik profilometre ile incelenmiştir. SKP ile Al5083 alaşımı yüzeyinde kompozit tabakalar başarılı bir şekilde üretilmiştir. Üretilen kompozit tabakalar SKP uygulanmış Al5083 alaşımının tane boyutunu küçültmüş ve sertlik değerini artırmıştır. Yapılan aşınma deneyleri sonucunda, en iyi aşınma direnci Al5083/%92Al2O3+%8h-BN kompozit tabakada elde edilmiştir.

In this study, a new composite surface layer was obtained by reinforcing Al2O3 and h-BN particles on the surface of Al5083 aluminum alloy by friction stir process (FSP). Al 5083 alloy with SKP applied and Al5083/Al2O3, Al5083/99%Al2O3+1%h-BN, Al5083/97%Al2O3+3%h-BN, Al5083/95%Al2O3+5%h-BN and Al5083/92%Al2O3+8%h-BN composite layers using powders at reinforcement ratios of 100%Al2O3, 99%Al2O3+1%h-BN, 97%Al2O3+3%h-RH, 95%Al2O3+5%h-BN and 92%Al2O3+8%h-BN were produced with SKP by applying two passes of the process in the same direction. To produce composite layers with SKP, 1250 rpm tool rotation speed, 55 mm/min feed rate and 3° tool angle were applied under 600 kg load. The microstructure, hardness and wear behavior of the composite layers formed on the surface of the reinforced Al5083 aluminum alloy made without reinforcement and at various rates were investigated. Wear tests were carried out using Al2O3 balls for 900 seconds under 5N load in a ball-on disc wear test setup. At the conclusion of the wear tests, the samples were examined with scanning electron microscope and 3D optical profilometer. Composite layers were successfully produced on the surface of Al5083 alloy with SKP. The produced composite layers reduced the grain size of the SKP applied Al5083 alloy and increased the hardness value. As a result of the wear tests, the best wear resistance was obtained in Al5083/92%Al2O3+8%h-BN composite layer.