B4C takviyeli ve takviyesiz al esaslı köpürebilir malzemelerin sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ile birleştirilmesi ve köpürebilirliğinin araştırılması


Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2014

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Arif Uzun

Danışman: MEHMET TÜRKER

Özet:

Bu çalışmada, toz metalurjisi yöntemi ile köpürebilir metalik malzemeler üretilmiş ve köpürtme öncesi sürtünme karıştırma kaynak yöntemiyle birleştirilmiştir. Bu amaçla matrisi oluşturacak Al tozlarına, %7 oranında Si, %1 oranında TiH2 (köpürtücü madde) ve değişik oranlarda B4C tozları ilave edilerek karıştırılmıştır. Daha sonra karışım tozlar, 400 MPa basınç altında preslenip, 550oC'de ekstrüzyon ve haddeleme işlemlerinden geçirilerek köpürebilir numuneler haline getirilmiştir. Elde edilen numuneler sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) ile farklı dönme hızlarında (1250, 1600 ve 2000 dev/dak) ve kaynak ilerleme hızlarında (40, 63, 80 mm/dak) birleştirilmiştir. Numuneler daha sonra 690oC ile 750oC sıcaklıklar arasında köpürtme işlemine tabi tutularak kapalı gözenekli Al köpükler üretilmiştir. Deneysel çalışmalar sunucunda, B4C takviyeli preform malzemelerin genleşme oranlarının AlSi7 köpüklere oranla daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Genleşme değerleri köpürtme sıcaklığındaki artışa bağlı olarak artmıştır. B4C miktarı ve sıcaklıkla birlikte numunelerde gözenek boyutları artmış, gözenek sayısının ise azalmıştır. SKK ile birleştirilmiş %6 B4C takviyeli ve takviyesiz preform malzemeler için maksimum çekme dayanımı 1600 dev/dak dönme hızında ve 40 mm/dak ilerleme hızında elde edilmiştir. Buna karşın malzemelerin mukavemet değerlerinin ana malzemeye oranla daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Serbest köpürtme neticesinde malzemelerde kaynak bölgesi ana malzemeye göre daha zayıf genleşme davranışı sergilemiştir. Fakat kalıpta köpürtme işlemi sonucu yapılarında belirgin bir kaynak bölgesi veya birleşme izi gözlenmemiştir. %6 B4C takviyeli ve takviyesiz AlSi7 köpüklerde bağıl yoğunluktaki artış ile birlikte eğme dayanımları artmıştır. Kaynaklı ve kaynaksız köpük malzemelerde B4C ilavesi eğme dayanımını artırırken, SKK köpüklerin eğme dayanımlarına azaltıcı yönde etki etmiştir.