SIVI FAZ SİNTERLEME İLE B4C TAKVİYELİ MMKp MALZEME ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: TÜRKAN KIYMAZ

Danışman: YUSUF ÖZÇATALBAŞ

Özet:

Bu tez çalışmasında, sıcak presleme aktif sinterleme yöntemi ile üretilen Al6061 matrisli B4C parçacık takviyeli metal matrisli kompozit (MMKp) malzemelerin özelliklerine takviye oranı ve sıvı faz sinterlemenin etkisi araştırılmıştır. Ağırlıkça % 0, % 5, % 10 ve % 15 oranlarında B4C seramik parçacık takviye elemanları ile ön alaşımlı Al6061 metal tozu turbula cihazında 45 dakika süre ile karıştırılmıştır. Karışım tozlar, 40 mm x 60 mm boyutlarındaki kalıp içerisinde oda sıcaklığında 200 MPa ön presleme basıncında sıkıştırılmıştır. Devamında aynı kalıp bloğu içerisinde argon atmosferi altında 400 ºC sıcaklıkta 45 dakika boyunca yağlayıcı giderme işlemi uygulanmıştır. Ardından, 550 ºC sıcaklıkta 100 MPa basınç altında 1 saat boyunca argon atmosferi altında sıcak presleme (SP) aktif sinterleme işlemi uygulanarak MMKp malzemeler üretilmiştir. Bu numunelere 610 ºC ve 620 ºC olmak üzere iki farklı sıcaklıkta 1 saat süreyle süperkatı üzeri sıvı faz sinterleme (SKSS) işlemlerinin uygulanmasıyla ikincil sinterleme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin mikroyapıları ve fiziksel özellikleri; metalografik muayene, sertlik ve yoğunluk ölçümleri, çapraz kırılma dayanımları (ÇKD), kırık yüzey analizi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışınları kırınımı (XRD) çalışmaları ile karakterize edilmiştir. SKSS işlemi sonunda numuneler suda hızlı (S) ve fırında yavaş (F) soğutularak, soğuma hızının etkisi de incelenmeye çalışılmıştır. SKSS işlemi ile oluşan gözenekler sebebiyle, sıcak presleme (SP) ile üretilen MMKp malzemelerin yoğunluğunda kısmi düşüşler görülmüştür. Bu etki özellikle fırın ortamında yavaş soğutmaya bırakılan numunelerde daha fazladır. Bununla birlikte SKSS işlemi sonunda suda hızlı soğutulan numunelerin sertlik ve ÇKD değerlerinde önemli miktarda artış meydana gelmiştir. Kırık yüzey SEM incelemelerinde, SKSS işlemi uygulanan kompozit malzemelerin matrisinde artan sinterleşme etkisiyle birlikte, matris-parçacık arayüzey bağlarında da artış belirlenmiştir.