Yerinde oluşturulmuş magnezyum silisit partikül takviyeli alüminyum-magnezyum-silisyum matrisli kompozitlerin aşınma ve korozyon davranışlarına titanyum ve bakırın etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, dışarıdan seramik partikül takviye edilerek gerçekleştirilen kompozit üretiminin dezavantajlarının üstesinden gelmek için kaynak matristen takviyenin çekirdeklenmesi ve büyümesi yardımı ile üretilen ?yerinde? Mg2Si partikül takviyeli Al-12Si-20Mg matrisli kompozitlerin mekanik özelliklerine Ti ve Cu ilavesinin etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Al-12Si-20Mg alaşımı içerisine %1, %2 ve %4 oranlarında ayrı ayrı Ti ve Cu ilave edilerek Al-12Si-20Mg-XMn ve Al-12Si-20Mg-XPb olarak adlandırılan kompozitler üretilmiştir. Döküm yöntemiyle üretilen bu kompozitlerin mikroyapı karakterizasyonu ve yapı analizi, sertlik, korozyon ve aşınma özellikleri incelenmiştir.Mikroyapı karakterizasyonu ve yapı analizi optik ışık mikroskobu, SEM ve X-Ray difraksiyonu yöntemleriyle gerçekleştirilirken, korozyon davranışı 30g/l NaCl + 10ml/l HCl içeren solüsyondaki ağırlık kaybı değişimi ve tafel ekstrapolasyon yöntemi ile ve aşınma özellikleri pin on disk tipi aşınma cihazında ağırlık kaybı ölçümü ile incelenmiştir.Mikroyapı ve yapı analizi sonuçları, Al-12Si-20Mg alaşıma gerek Ti ve gerekse Cu elementi içeriğinin artması ile matris içinde oluşan Mg2Si partikül boyut ve hacminin azaldığını ve matriste sırasıyla Al3Ti ve Al2Cu intermetaliklerinin oluştuğunu ortaya koymuştur. Ayrıca alaşıma Ti ve Cu ilavesi ile alaşımın sertliği artış göstermiştir. Alaşıma Cu ilavesi ile sertlikteki artış daha belirgindir.Al-12Si-20Mg alaşımına farklı oranlarda ilave dilen sırasıyla Ti ve Cu'nun 30g/l + 10ml/l HCl solüsyonundaki korozyon davranışına etkisi alaşım elementi tipine ve içeriğine göre farklılık göstermiştir. Alaşıma %1 Ti ilavesi korozyon direncini bir miktar artırırken daha fazla Ti ilavesi aşınma direncini kötüleştirmiştir. Alaşıma %4'e kadar bakır ilavesi ise korozyon direncini çok az miktarda artırmıştır.İncelenen Al-12Si-20Mg alaşımın 3-20N aralığında uygulanan yük altındaki aşınma davranışı yüke bağlı olarak değişim göstermiştir. Düşük yüklerde (?5 N)alaşıma ilave edilen alaşım elementi içeriği ile aşınma direnci artarken yüksek yüklerde (5N<) ise alaşım elementi içeriğinin artması ile aşınma direnci düşmüştür. Al-12Si-20Mg alaşımın aşınma davranışındaki değişimi alaşıma Cu ilavesi ile daha belirgindir.

In this study, to overcome disadvantages of composites with externally addition of hard ceramic particles, investigation of the effect of Ti and Cu on the wear and corrosion behaviour of the Al-12Si-20Mg matrix composites alloyed with %1-4 Ti and/or Cu were fabricated. The composites were examined by microstructural characterization, hardness, corrosion and wear tests. Microstructural characterization were carried out by optic light microscobe, SEM equiped with EDS and X-Ray diffration techniques. Immersion in 30 g/l NaCl+10 ml/l HCl solution and tafel extrapolation techniques, pin on disc wear test under 3-20N loadss were performed for investigation of corrosion and wear behaviour of the investigated alloys,respectively.Results of the microstructural tests showed forming of Al3Ti and/or Al2Cu intermetalics and decrease in the size and volume fraction of the Mg2Si particles in the Al-12Si-20Mg alloys alloyed wit Ti and/or Cu elements, respectively.Hardness of the Al-12Si-20Mg alloys increased with increasing the alloying element contents (Ti and/or Cu). The effect of Ti and/or Cu added to Al-12Si-20Mg alloy on the corrosion behaviour exhibited different action with respect to alloying element tips and content. While addition of 1% Ti to the alloy increased the corrosion resistance a bit, extra Ti addition then 1% worsened the corrosion resistance. Alloying of the Al-12Si-20Mg alloy with 1-4% Cu improved the corrosion resistance slightly.Wear behaviour of the investigated alloys changed according to applied loads. While under Low loads (?5 N) wear resistance increased wit the alloying contents (Ti and/or Cu), under high loads (5N<) wear resistance decreased with increasing content of the alloying elements.