SİC KATKILI 2124 ALÜMİNYUM KOMPOZİTİ VE YAŞLANDIRILMIŞ KOMPOZİTİNİN AŞINMA DAVRANIŞLARININ ARAŞTIRILMASI

Abstract

ııı ÖZET DOKTORA TEZİ SiC KATKILI 2124 ALÜMİNYUM KOMPOZİTİ VE YAŞLANDIRILMIŞ KOMPOZlTİNİN AŞINMA DAVRANIŞLARININ ARAŞTIRILMASI Mehtap MURATOĞLU Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metalürji Eğitimi Anabilim Dalı 1998, Sayfa: 159 % 25 SiC takviyeli 2124 Alüminyum kompozitinin, takviyesiz matris alaşımına göre; aşınma direnci üzerinde yaşlandırmanın ve çalışma sıcaklıklarının etkisi, kuru ve yağlı kayma aşınması, abrasiv aşınma sistemleri altında araştırılmıştır. Bu amaçla hazırlanan numunelere ve aşındırılmış deney numunelerine SEM, metal mikroskopu ve EDS analizleri uygulanmıştır. Bu çalışmanın birinci ve ikinci bölümünde, kompozitler ve metal matrisli kompozitlerin yapılan, üretim yöntemleri, mekanik özellikleri sunulmuştur.Üçüncü bölümde; aşınma, aşınmaya etki eden faktörler, aşınma mekanizmaları tartışıl, dördüncü bölümde ise partikül takviyeli metal matrisi kompozitlerin sürtünme ve aşınma davranışları verilmiştir. Beşinci bölümdeIV deneysel çalışmalara yer verilmiş, altıncı bölümde deney sonuçları ve tartışma incelenmiş, yedinci bölümde ise genel sonuçlar ve öneriler sunulmuştur. Bu sonuçlarda; numunelere uygulanan kuru ve yağlı kayma aşınması, abrasiv aşınma deney testlerinin sonunda, SiC takviyesi ile oluşturulan kompozitin takviyesiz matris alaşım numunelerine göre daha üstün bir aşınma direnci gösterdiği belirlenmiştir. SiC takviyesi ile matris arasındaki bağ mukavemeti ne kadar kuvvetli ise kompozitin aşınmaya karşı gösterdiği dirençte o kadar büyüktür. Üç tip aşınma deney testlerinde; yapay yaşlandırma ısıl işleminin matris mukavameti üzerindeki etkisinin aşınma direnci açısından farklı ilişkilerinin varlığı tesbit edilmiştir. Bu ilişkiler, deneylerde numunelere uyguladığımız sıcaklık faktörü ile belirginleşmiştir. Kuru kayma şartlarında; 100 °C çalışma sıcaklığına kadar işlemsiz olan numuneler yaşlandırılmış numunelere göre daha iyi bir aşınma direnci gösterirken, 100 °C den sonra tam tersi olmuştur. Bu sonuçta; sıcaklıkla birlikte yaşlandırılmış numuneler üzerinde aşırı yaşlanma, işlemsiz numuneler üzerinde ise yaşlanma olayının işlemesi etkili olmuştur. Kompozit içinde gerilmenin en yüksek olduğu SiC takviyesi - matris arayüzeyindeki bağ mukavemetinin düşmesi, bu arayüzeyde boşluk oluşumuna sebep olur. Boşluklarla çatlak oluşumu hızlanır. Sıcaklıkla artan kayma gerilmesi çatlak gelişimini hızlandırır ve malzeme kaybı gerçekleşir. Oda sıcaklığında yapılan yağlı kayma aşınmasında, numune ve çelik diskin yağ'a temasıyla numune yüzeyinde oluşan kimyasal ve mekanik tabakanın, aşınma sırasında gerilmeyle açığa çıkan enerjiyi yutarak aşırımalzeme kaybını önlediği ve bu şekilde yaşlandırmanın numuneler üzerinde beklenilen şekilde geliştiği tesbit edilmiştir. Abrasiv aşınma deneylerinde ise, kompozit numuneler tüm sıcaklıklarda en iyi aşınma direncini oda sıcaklığında göstermiştir. Artan sıcaklıkla birlikte artması beklenen aşınma oranı 50 °C den sonra daha az seviyelere düşmüştür. Bunun sebebi ise sıcaklıkla yumuşayan matris içine gömülen SiC tanecikleridir.