Gözenekli demir alüminit malzemelerin yanma sentezi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of porous iron aluminide materials by combustion synthesis
Yazar: RIZA SELÇUK
Danışman: PROF. DR. HASAN ERDEM ÇAMURLU
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Mikroyapı = Microstructure

Özet:
Bu çalışmada, toz metalürjisi teknikleri kullanılarak Fe ve Al elemental tozlardan 
başlanarak, kontrollü oranda ve boyutta gözenek içeren demir alüminit parçaların yanma 
sentezi ile üretimi incelenmiştir. Bu kapsamda, gözenek oluşumu için 2 farklı yaklaşım 
üzerinde çalışılmıştır. Birinci yöntemde, Fe ve Al tozlarından oluşan ham parçanın 
üretiminde, soğuk presleme basıncının etkisi incelenmiştir. Bu amaçla 25, 50, 100, 200, 
300 ve 400 MPa soğuk pres basıncı uygulanmıştır. Bu uygulama ile, ham parçanın 
gözenek oranının kontrol edilmesi ve buna bağlı olarak yanma sentezi sonrasında 
oluşacak olan FeAl parçanın gözenek oranının kontrol edilmesi sağlanmıştır. ikinci 
yöntemde ise, farklı boyut aralığına sahip üre partikülleri kullanılarak boşluk oluşturucu 
(şablon) yöntemi uygulanmıştır. Fe ve Al tozları ile %20, %40 ve %60 oranlarında, 150-
300, 300-500 ve 500-800 mikron boyut aralıklarında üre partikülleri kullanılmıştır. Her 
iki yöntem içinde, numunelerin yanma sentezi, 750 °C ve 1050 °C'de olmak üzere iki 
farklı sıcaklıkta gerçekleşmiştir.

Yapılan deneyler sonucunda, basıncın artmasıyla birlikte gözenekliliğin azaldığı 
gözlemlenmiştir. BO kullanılarak üretilen numunelerde üre boyutunun artmasıyla beraber 
dayanım değerlerinin düştüğü gözlemlenmiştir. 1050 °C'de uygulanan HYS işlemi ile 
üretilen numuneler, 750 °C'de üretilenlere kıyasla daha yüksek dayanım değerleri 
sergilemiştir. Gözenek boyutu ve oranı ile dayanım arasındaki sayısal ilişkiler incelenmiş; 
bu amaçla Gibson-Ashby, Bal'shin, Hall-Petch, ve Bhattacharjee denklemleri 
kullanılmıştır.

Abstract:
In this study, the production of iron aluminide parts containing controlled amounts 
and sizes of pores through combustion synthesis starting from Fe and Al elemental 
powders using powder metallurgy techniques has been investigated. In this context, two 
different approaches have been studied for pore formation. In the first method, the effect 
of cold pressing pressure was examined in the production of the raw part consisting of Fe 
and Al powders. For this purpose, cold pressing pressures of 25, 50, 100, 200, 300, and 
400 MPa were applied. With this application, it was ensured that the porosity of the raw 
part was controlled, and consequently, the porosity of the FeAl part to be formed after 
combustion synthesis was controlled. In the second method, the space holder method was 
applied using urea particles with different size ranges to create microspaces inside the 
material. Urea particles with sizes ranging from 150-300, 300-500, and 500-800 microns 
were used with Fe and Al powders in ratios of 20%, 40%, and 60%. In both methods, the 
combustion synthesis of the samples took place at two different temperatures, namely 
750°C and 1050°C. 

As a result of the experiments, it was observed that porosity decreased with 
increasing pressure. It was observed that the strength values decreased with increasing 
urea size in samples produced using the template method. Samples produced with the 
VCS (volume combustion synthesis) process applied at 1050°C exhibited higher strength 
values compared to those produced at 750°C. Numerical relationships between pore size 
and ratio and strength were investigated; for this purpose, Gibson-Ashby, Bal'shin, HallPetch, and Bhattacharjee equations were used.