Bakır matrisli hibrit kompozitlerde krom, bor ve bor karbür takviyelerinin tribolojik özelliklere etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada saf bakır (Cu) tozuna ağırlıkça sabit oranda Krom (Cr) (%1) ve ayrı olarak belirli oranlarda Bor (%1, %2, %3) ile Bor karbür (B4C) (%1, %2, %3) tozlarının eklenmesiyle hibrit bir karışım yapılmıştır. Literatür çalışmaları incelendiğinde Cu tozuna ayrı ayrı B4C ve Cr tozlarının ilave edildiği çalışmalar bulunmaktadır. Ancak bu çalışmada olduğu gibi hibrit bir karışım yapılmadığı görülmüştür. Bu çalışmada üç farklı takviye elemanının spesifik özelliklerinin Cu matris malzeme üzerindeki tribolojik etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Cu tozunun Cr, B ve B4C tozları ile karıştırılmasında toz metalurjisi üretim parametrelerinden yararlanılmıştır. Hazırlanan hibrit kompozitlerin, mikroyapı (XRD, SEM ve EDX), sertlik ve kuru koşullar altında sabit kayma mesafesinde aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Her kompozit numune için ağırlık kaybı grafikleri ve sürtünme katsayısı değerleri oluşturuldu. Aşınma deneyleri sonrasında aşınma yüzeylerinde meydana gelen aşınma izleri SEM analizleri ile incelenmiştir. Sertlik ve aşınma testleri sonucunda en iyi sonuçları veren hibrit kompozit Cu-Cr-3B olurken, en düşük sonuç ise saf Cu kompozitinde görüldü. Cu-Cr-3B kompozitinde Cu kompozite göre sertlik değerinde %32, aşınma ağırlığında ise %151 oranında daha iyi sonuç elde edilmiştir. Aşınma sonrası SEM görüntülerinde, B ve B4C parçacıklarının aşınma yüzeyindeki direnci artırdığı görülmüştür. Çalışmada elde edilen sonuçlara göre ülkemiz için önemli bir yeri olan B ve B4C’nin Cu matrisli kompozitlerin tribolojik özelliklerini artırdığı ve çalışmaların yeni hibrit karışımlarla devam edebileceğini göstermiştir.