Yerinde oluşturulmuş magnezyum silisit partikül takviyeli aluminyum-magnezyum-silisyum matrisli kompozitlerin mekanik özelliklerine mangan ve kurşunun etkisi

Abstract

Bu çalışmada, geleneksel döküm tekniği ile üretilen, yerinde Mg2Si partikül takviyeli Al-Si (Alüminyum-Silisyum) matrisli kompozitlerin, Mn (Mangan) ve Pb (Kurşun) ilavesi ile üretimi gerçekleştirilerek, kompozitin mikroyapı, mekanik ve korozyon özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Al-12Si-20Mg alaşımı içerisine %1, %2 ve %4 oranlarında ayrı ayrı Mn ve Pb 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, aşınma ve korozyon özellikleri incelenmiştir. Mikroyapı karakterizasyonu ve yapı analizi optik mikroskop, SEM, EDS ve X-Ray difraksiyonu yöntemleriyle gerçekleştirilirken, aşınma özellikleri pin on ring cihazında ağırlıkkaybı ölçümü ile ve korozyon özellikleri de daldırmalı korozyonda ağırlık kaybı ve tafel ekstrapolasyon yöntemi ile incelenmiştir.Mikroyapı ve yapı analizlerine göre Al-12Si-20Mg-XMn kompozitinde Mn miktarı arttıkça Mg2Si fazı küçülürken yapıda Al6Mn fazının oluştuğu gözlenmiştir. Bununla birlikte, %1 ve %2 Pb içeren Al-12Si-20Mg-XPb kompozitlerinde Mg2Si partikül boyutu değişmezken %4 Pb içeren kompozitte Mg2Si partikül boyutu büyümüştür.İncelenen Al-12Si-20Mg aşımının sertlik deneyi sonuçları 100 Vickers civarında çıkarken, Mn ilavesi alaşımın sertliğini önemli ölçüde değiştirmemiştir. %1 ve %2 Pb ilavesinde de yaklaşık aynı sonuçlar elde edilirken %4 Pb ilavesinde alaşımın sertliği 125 Vickers değerine yükselmiştir. Alaşımlarda gerçekleşen sertlik artışı, aşınma dayanımını da olumlu yönde etkilemiştir. Al-12Si-20Mg alaşımına %1, %2 ve %4 miktarında ayrı ayrı Mn ve Pb ilavesi ile aşınma dayanımında doğrusal bir artış gözlenmiştir.Al-12Si-20Mg alaşımına farklı oranlarda ilave dilen sırasıyla Mn ve Pb'un, 30g/l + 10ml/l HCl solüsyonundaki ağırlık kaybı ölçümlerine göre alaşımların ağırlık kaybı, %1 oranında alaşım ilavesi ile bir miktar azalmıştır. %1'in üzerinde alaşım elementi ilavesi sonucu Al-12Si-20Mg-XMn alaşımlarında ağırlık kaybı azalmaya devam etmiş ve Al-12Si-20Mg-XPb alaşımlarında ise ağırlık kaybı artmıştır. Tafel ekstrapolasyon yöntemiyle yapılan deneylerde Al-12Si-20Mg alaşımına farklı oranlarda ilave edilen Mn ve Pb'un, 30g/l NaCl + 10ml/l HCl içeren solüsyondaki potansiyodinamik polarizasyon deney sonuçları incelenmiştir. Polarizasyon eğrilerinde, incelenen tüm alaşımların korozyon potansiyeli hemen hemen sabit iken korozyon akımları alaşım elementi tipi ve içeriğine bağlı olarak değişim göstermiştir.

In this study, in situ mg2si reinforced Al-Si composites alloyed with Pb and Mn were produced via conventional casting techniques. Microstructure mechanical, properties of produced composites were investigated. So Al-12Si-20Mg master composites alloyed with 1% ,%2 and %4 Mn and Pb were fabricated.composites were examined by microstructure characterization, hardness, corrosion and wear tests. Microstructure characterizations were carried out by SEM equipped with EDS and X-Ray diffraction techniques. Pin-on disc wear test, immersion solution and tafel extrapolasyon techniques were performed for investigation of wear and corrosion properties respectively.According to microstructure and structure analysis in Al-12Si-20Mg-XMn, Mn content increased size of Mg2Si phase particle decreased and a new phase seemed known as Al6Mn. However, in Al-12Si-20Mg alloy with 1-2% Pb it was showed that no change on Mg2Si particle size. In Al-12Si-20Mg alloy with 4% Pb Mg2Si particle size was extent.Hardness of Al-12Si-20Mg master alloy is 100 Vickers mn additions to this alloy, has no effect on hardness considerably. Although, in the hardness of alloy with 1% and 2% Pb same results obtained, with 4% Pb addition to the alloy hardness was increased towards 125 hv.According to weight lossof Al-12Si-20Mg alloy which has different quantities both mn and Pb in 30g/l Nacl+10ml/l Hcl solution weight loss decreased with increased alloying elements. Above 1% alloying elements, while weight loss of Al-12Si-20Mg with Mn continued by linearly in alloys with Pb weight loss increased. Corrosion tests via tafel ekstrapolotion techniques, Al-12Si-20Mg with different quantities both Mn and Pb in 30g/l Nacl+10ml/l Hcl solution potention dynamic polarization test results were examined. According to test results, while corrosion potential was constant, corrosion currents changed with type and of alloying elements quantity.