TOZ METALURJİSİ YÖNTEMİYLE ÜRETİLEN METAL MATRİSLİ KOMPOZİTLERDE Nİ3AL METALLER ARASI BİLEŞİK TAKVİYESİNİN AŞINMA DAVRANIŞINA ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Bu çalısmada; farklı matrislere farklı oranlarda Ni3Al metallerarası bilesigi takviye edilerek toz metalurjisi yöntemiyle üretilen kompozit malzemelerin kuru kayma asınma davranısları arastırılmıstır. Matris malzemesi olarak Al, Cu ve 2124Al alasım malzemeleri kullanılmıstır. Takviye olarak agırlıkça %5, 10, 15 oranlarında Ni3Al ilave edilmistir. Yaslandırma ısıl isleminin asınma davranısı üzerine etkilerini gözlemlemek amacıyla da 2124Al alasımlarına T6 ısıl islemi uygulanmıstır. Kuru kayma asınma testleri; 1500 m kayma mesafesi, 0.4 m/s hız sabit tutularak; 83, 100 ve 150 N'luk üç farklı yük ve 25, 50, 100, 150°C lik dört farklı degisken sıcaklık sartları altında pin-on-ring sistemi kullanılarak yapılmıstır. Asınma verileri agırlık kaybı ölçümlerine göre yapılmıstır. Tüm deney sartları için sürtünme katsayısı verileri alınmıstır. Asınmıs yüzeylerin SEM fotografı alınıp EDS analizleri yapılmıstır. Sonuçta; farklı yükler altında yapılan deneylerde; genel olarak yük arttıkça agırlık kaybı artmıstır. Ayrıca takviye etkisinde takviye oranı arttıkça agırlık kaybı artmıstır. Düsük yüklerde düsük takviye oranına sahip Cu-Ni3Al kompozitlerinde en iyi asınma direnci gözlenmistir. Yüksek yüklerde ise T6 ısıl islemi görmüs 2124Al-Ni3Al kompozitleri daha iyi sonuç vermistir. Takviyesiz matrislerde ise, düsük yüklerde ısıl islem görmüs 2124Al alasım matris yüksek asınma direnci göstermistir. Artan yük ile birlikte takviyesiz Cu matrisi daha iyi sonuç vermistir. Sıcaklık etkisinde; sıcaklık arttıkça genel olarak agırlık kaybı artmıstır. Takviye etkisinde ise takviye oranı arttıkça agırlık kaybı artmıstır. Düsük sıcaklıklarda düsük takviye oranına sahip Cu matrisli kompozit malzemelerin yüksek asınma direnci vermistir. Yüksek sıcaklıklarda ise ısıl islem görmüs 2124Al alasım ? Ni3Al kompozitleri en iyi sonucu vermistir. Takviyesiz matrislerde düsük sıcaklıklarda takviyesiz 2124 Al alasım matrisi yüksek asınma direnci göstermistir. Yüksek sıcaklıklarda ise takviyesiz Cu matrisinde yüksek asınma direnci gözlenmistir. Anahtar Kelimeler: Metal matrisli kompozit malzemeler, Al, Cu, 2124Al alasımı, Ni3Al, asınma, sıcaklık

In the present study, sliding wear behaviour of different metal matrix composite reinforced with different ratio of Ni3Al intermetallic fabricated by powder metallurgy technique was investigated. Al, Cu and 2124 Al alloy materials were used as matrix materials. Intermetallic particle reinforced composites contained 5, 10, 15 wg %Ni3Al, the artificial aging was made for observing the effect of the aging heat treatment on the wear behavior of the 2124Al ? Ni3Al composites. Dry sliding wear test were done at a constant sliding velocity of 0.4 m/s and constant sliding distance of 1500 m a load in the range 83-150 N and a temperature in the range 25-150°C using pim-on-ring system. Wear datas were dona according to weight loss mea surement. Friction coefficient datas were taken for all experimental conditions. The worn surfaces were examined by SEM and EDS. Finally; experiments performed un der different loads; weight loss generally increased with increasing load. Besides, weight loss increased with increasing the ratio of the reinforcement. Fort he low loads, the best wear resistance was observed for Cu-Ni3Al composites having the low reinforcement ratios. At the high load, 2124 Al-Ni3Alcomposites which is applied to the T6 heat treatment, were given well results than those of them. The unreimforced 2124 Al matrix samples with T6 heat treatment showed high wear resistance at the low loads. Together with the increasing load, unreinforced Cu matrix samples was given well result than those of them. The weight loss generally increased with increasing temperature and the ratio of the reinforcement for all of the sample. The high wear resistance was observed for the unreinforced 2124 Al matrix samples at the low temperatures (25 and 50 °C) for the Cu matrix samples at the high temperatures (100 and 150 °C). Cu matrix composites showed low wear rate at the low temperature (25°C) while 2124 Al- Ni3Al ? T6 composites showed the same resuit at high temperatures (50-150 °C). Keywords: Metal matrix composite materials, Al, Cu, 2124Al alloy, Ni3Al, wear, temperature