Mekanik alaşımlama yöntemi ile ZA27 esaslı kompozit 
malzemelerin üretilmesi ve tribolojik özelliklerinin 
incelenmesi
Production of ZA27  based composite materials by mechanical alloying method and investigation of their tribological properties
Yazar: ONUR GÜLER
Danışman: DOÇ. DR. HAMDULLAH ÇUVALCI
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, ilk olarak döküm yöntemi ile elde edilen ZA27 alaşımından gaz
atomizasyonu yöntemi ile ZA27 matris tozları üretilmiştir. Daha sonra, eleme yöntemi ile
63 μm elek altı matris tozları elde edilmiştir. Takviye malzemesi olarak, nano grafit ve
alümina (100 nm) tozları kullanılmıştır. Nano-grafit ve alümina tozları ile ZA27 tozlarının
karışımından gezegen tipi bilyeli öğütücüde 8 saatlik öğütme sonucu mekanik alaşımlama
yöntemi ile hibrit nanokompozit tozlar üretilmiştir. Öğütülen tozlar, 3 saat boyunca 432 0C
sıcaklıkta sinterlendikten sonra 350 MPa basınç altında, sıcak presleme yöntemi ile ZA27
ve hibrit nanokompozit numuneler üretilmiştir. Aşınma deney parametreleri olarak; 30 dk
deney süresi, 100 dev/dk devir sayısı ve 10 N yük seçilmiştir. Her deneyde, bu
parametrelerden ikisi sabit tutulup diğeri değiştirilerek uygulanmıştır. Hacimce %1 grafit ve
%4 alümina içeren hibrit nanokompozitlerin iyi tribolojik özelliklere sahip olduğu
belirlenmiştir. Ancak sadece düşük yük, düşük hız ve uzun deney süresi koşullarında,
hacimce %4 grafit ve %4 alümina takviyeli hibrit nanokompozitlerin en üstün özelliklere
sahip olduğu belirlenmiştir. Katkısız ZA27 malzemenin aşınma yüzeyleri SEM'de
incelenmiştir ve ana aşınma mekanizması olarak adhezif ve tabakalaşma aşınması
belirlenmiştir. Hibrit nanokompozitlerde ise alümina oranının artmasıyla ana aşınma
mekanizmasının abrazif aşınma olduğu anlaşılmıştır.

Abstract:
In this study, initially, ZA27 matrix powder was produced from ZA27 alloy which produced via casting by gas atomization method. Then, powders that are 63 μm were obtained by sieving. Nano graphite and alumina powders (100 nm) were used as reinforcing materials. Hybrid nanocomposite powders were produced from mixture of ZA27 matrix powders with the graphite and alumina particles by mechanical alloying method for 8 hour in a planetary type ball mill. ZA27 and hybrid nanocomposite samples have been produced from the milled powders at 350 MPa pressure by hot pressing method after they were sintered for 3 hours at 432 0C. Test period of 30 min, test speed of 100 rev/min and load of 10 N have been chosen as parameters of wear test. While two of these parameters have been kept steady, another one have been changed. It has been determined that hybrid nanocomposites that have content of 1 vol.% graphite and 4 vol.% alumina have good tribological properties. However, it has been understood that hybrid nanocomposites that have 4 vol.% graphite and 4 vol.% alumina content have superior tribological properties under low load, low test speed and long test time conditions. The wear surfaces of unreinforced ZA27 and hybrid nanocomposite samples were investigated in the scanning electron microscope and it has been determined that the main wear mechanism of ZA27 was adhesive type wear and delamination. It has been concluded that the main wear mechanism of hybrid nanocomposites was abrasive type wear with the increasing of alumina content.