Toz metalurjisi yöntemi ile üretilen AA7075 alüminyum alaşımına TI ve B4C ilavesinin aşınma davranışı üzerine etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, toz metalurjisi yöntemiyle üretilen AA7075 alaşımına (Ti ve B4C) ilave edilerek üretilen Al kompozitlerin aşınma davranışları incelenmiştir. Çalışma kapsamında Al kompozit malzemeler, AA7075 alaşımına farklı oranlarda (%2, %4 ve %6) Ti ve (%3, %6 ve %9) B4C ilave edilerek üretilmiştir. Hazırlanan kompozit tozlar, 600 MPa basınç altında soğuk preslenerek ön şekillendirilmiştir. Ön şekillendirilmiş parçalar atmosfer kontrollü (argon) ısıl işlem fırınında 580 0C de 240 dakika sinterlendikten sonra, fırın ortamında soğutulmuştur. Sinterleme işleminden sonra üretilen numuneler optik mikroskop (OM), tarama elektron mikroskobu (SEM+EDS), X-ışını kırınımı (XRD), yoğunluk ölçümleri ve sertlik ölçümleri yapılarak karakterize edilmiştir. Karakterizasyon işlemi yapılan Al kompozit numuneler, 1msn-1 kayma hızı, 30N yük ve 6 farklı kayma mesafesi (500-3000m) kullanılarak aşındırılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, farklı oranlara üretilen alaşımlarda, ilave edilen Ti ve B4C' le matris fazın reaksiyonu sonucunda üretilen alaşımların yoğunluklarının, takviye elemanlarındaki artışa bağlı olarak arttığı gözlenmiştir. Sertlik ölçümleri sonucunda, en yüksek sertliğin AA7075 alaşımına (%6Ti+%9B4C) ilavesiyle üretilen kompozitlerde olduğu belirlenmiştir. Aşınma testleri sonucunda ise, kayma mesafesindeki artışa paralel olarak, AA7075 alaşımına (Ti ve B4C) ilavesiyle üretilen kompozitlerin ağırlık kayıplarının arttığı belirlenmiştir. AA7075 alaşımına (Ti ve B4C) ilavesiyle üretilen kompozitlerin aşınma yüzeyleri SEM görüntüleri incelendiğinde, kayma yönüne bağlı olarak yüzeyden kopan parçacıkların tekrar yüzeye kaynaklandığı görülmüştür.

In this present study, the wear behaviour of Al composites' with added Ti and B4C to AA7075 alloy, produced by powder metallurgy route were investigated. In the scope of study, Al composites were produced with additional different amount of Ti (2%, 4% and 6%) and different amount of B4C (3%, 6%, 9%). Prepared composite powders were pre-shaped with cold pressing under 600 MPa pressure. Pre-shaped components were cooled in the furnace after sintered at 580 oC for 240 min. in the atmosphere controlled furnace. Produced samples were characterized by optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM+EDS), X-ray difraction (XRD). Density and hardness measurements were carried out after sintered. Characterized samples were worn with 1msn-1 sliding speed and at 6 different sliding distance (500- 3000 m) under 30 N load. As results of the study, it was observed that the produced of Al composites, which were resulted of reaction matrix with additional different amount of Ti and B4C, densities were increased with depend on increasing reinforcing phases. The highest hardness value was determined on AA7075 Al with additional 6% Ti +9 % B4C composite. The results of wear tests, it was determined that the produced composites' with additional of Ti and B4C in AA7075 alloy weight loss were increased in parallel to increasing sliding distance. When the worn surfaces of produced composites were investigated, detached particles from surface were welded again on surface depending on sliding direction.