Aa6061 Matris B4c Ve Sic Takviyeli Kompozit Malzemelerin Mekanik Ve İşlenebilirlik Özelliklerinin Araştırılması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Sibel TİNGA

Danışman: RAMAZAN ÇITAK

Özet:

Bu çalıĢmada takviyeli ve takviyesiz, farklı (AA6061), (% 12 B4C), (% 12 SiC), (% 9 B4C + % 3 SiC), (% 6 B4C + % 6 SiC), (% 3 B4C + % 9 SiC) kompozit malzemeler Toz Metalurjisi (TM) yöntemi ile üretilmiĢ ve aynı yöntemle iĢlenebilirlik deneyleri için (% 3 B4C), (% 6 B4C) ve (% 9 B4C) kompozit malzemeler üretilmiĢtir. Matris malzemesi olarak ortalama toz tane boyutu 100 μm altı olan AA6061 tozları, takviye elemanı olarak 10 μm altı B4C tozları ile 8 μm SĠC tozları kullanılmıĢtır. Ağırlıkça karıĢım oranları belirlenen tozlar hassas terazide tartıldıktan sonra 3 boyutlu karıĢtırıcıda 30 dakika homojen olarak karıĢtırılmıĢtır. KarıĢım tozlar 200 MPa basınç altında soğuk preslenmiĢtir. Numuneler 550 oC’de 60 dakika sinterleme sonrası 500 oC de sıcak ekstrüzyon iĢlemine tabi tutularak 25×30 mm dikdörtgen kesitli ve çapı 30 mm olan daire kesitli numuneler üretilmiĢtir. YaĢlandırılabilir bu numuneler 10 °C/dakika ısıtma hızıyla 530 °C sıcaklığa çıkartılıp 1 saat süreyle bekletilmiĢ ve ardından su verme ile hızlı soğutma yapılmıĢtır. Daha sonra numuneler 10 °C/dakika ısıtma hızı ile 175 oC sıcaklıkta 8 saat suni yaĢlandırma iĢlemine tabi tutulmuĢtur. Üretilen kompozit malzemelerin yoğunluk değiĢimleri, sertliği, çapraz kırılma dayanımları ve çekme mukavemetleri incelenmiĢtir. Ayrıca mikro yapı ve kırık yüzey için optik mikroskop, SEM analizi de yapılmıĢtır. ĠĢlenebilirlik için üretilen numunelerin de mekanik ve optik testleri yapılmıĢtır. Sıcak ekstrüzyon yöntemiyle üretilen numunelerin ortalama yoğunluğunun % 99’un üzerinde olduğu tespit edilmiĢtir. B4C/SiC parçacıklarının matris içerisinde homojen dağıldığı gözlemlenmiĢtir. En yüksek sertlik değeri % 12 B4C takviyeli kompozit iken, çapraz kırılma testinde ise % 12 SiC takviyeli kompozit malzeme olarak ölçülmüĢtür. B4C miktarının artmasıyla çekme dayanımının düĢtüğü görülmüĢtür. ĠĢlenebilirlik deneylerinde dört farklı kesme hızı (200, 224, 230 ve 250 m/dak) ve üç farklı ilerme miktarı (0,15, 0,1875 ve 0,27) uygulanmıĢtır. Kesme hızının artmasıyla kesme kuvvetleri azalmıĢ, düĢük kesme hızı zaman zaman kesme kuvvetlerinde dalgalanmalara neden olmuĢtur. Artan kesme hızına bağlı olarak ortalama yüzey pürüzlülüğü azalmıĢ ve artan ilerleme miktarıyla yüzey pürüzlülüğü artmıĢtır. Takviye oranındaki artıĢ yüzey kalitesi üzerinde olumlu etki yapmıĢtır.