$Al_2O_3$ ve SiC Takviyeli AA2024 Esaslı Kompozitlerin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Üstün mekanik ve fiziksel özelliklere sahip olması nedeniyle, otomotiv ve savunma sanayii gibi mühendislik alanlarında kullanılan kompozit malzemeler bir çok yöntemle üretilmektedirler. Toz metalurjisi yöntemi ile üretilen toz esaslı kompozitlerin şekil verme üstünlükleri yanında, üretim sırasındaki sayıca daha az olan problemler bu yöntemi daha çekici kılmaktadır. Matris olarak seçilen AA2024 alüminyum alaşımı, bakır ile alaşımlandırıldığı için yüksek dayanım/ağırlık oranına sahip olması nedeniyle havacılık ve otomotiv endüstrisinde tercih edilmektedir. Bu çalışmada, bir çok kullanım alanı olan, yüksek aşınma direncine ve yüksek ısı dayanımına sahip olmasından dolayı Silisyum Karbür (SiC) ve ilave olarak, alüminyum alaşımı (AA2024) ile uygun ara yüzey bağlanma yeteneğine sahip olmasından dolayı Alüminyum Oksit (Al2O3) tercih edilmiştir. Numuneler, farklı katkı oranlarında AA2024/Al2O3 ve AA2024/SiC toz karışımları hazırlanarak, 560 ºC sıcaklıkta, 120 dakika ve 500 MPa basınç altında sıcak presleme yöntemi ile üretilmiştir. Toz metalurjisi yöntemiyle elde edilen AA2024 matrisli $Al_2O_3$ ve SiC takviyeli kompozitlerin mikroyapılarını ve mekanik özelliklerini incelemek amacıyla, SEM görüntülerine ilave olarak, EDS ve XRD analizleri, mikrosertlik, yoğunluk, çekme, korozyon ve darbe testleri yapılmıştır. Yapılan test sonuçlarına göre, AA2024/Al2O3 ve AA2024/SiC kompozit malzemelerin en iyi çekme ve darbe testi sonuçları, % 2 $Al_2O_3$ ve SiC takviyeli kompozit malzemelerde tespit edilmiştir; daha yüksek takviye oranlarında ise darbe testi değerlerinde düşüşler meydana gelmiştir. $Al_2O_3$ ve SiC takviye oranındaki artışın korozyon direncinin artmasına sebep olduğu ve AA2024 matrisinin hem sertlik ve hem de mekanik özelliklerini olumlu yönde etkilediği tespit edilmiştir.