Silisyum katkısının monotektoid çinko-alüminyum alaşımlarının tribolojik özelliklerine etkilerinin incelenmesi
An Investigation of the effect of silicon additions on the tribological properties of zinc-aluminium alloys
Yazar: ALEV AYDINER
Danışman: PROF. DR. TEMEL SAVAŞKAN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2002
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Aşınma = Wear ; Silisyum = Silicon ; Sürtünme = Friction ; Çinko-alüminyum alaşımları = Zinc-aluminum alloys

Özet:
ÖZET Bu çalışmada bir adet ikili Zn-Al ve sekiz adet üçlü Zn-Al-Si alaşımı kokil döküm yöntemiyle üretildi. Söz konusu alaşımların dökülmüş ve ısıl işlem görmüş durumlardaki sürtünme ve aşınma özellikleri blok-disk esaslı bir deney düzeneği yardımıyla incelenerek bu özelliklerin iç yapı ve mekanik özelliklerle ilişkileri araştırıldı. Çinko-alüminyum-silisyum alaşımlarının iç yapısının alüminyumca zengin a, bunları çevreleyen çinkoca zengin r\ ve silisyum fazlarından oluştuğu gözlendi. Silisyum fazının büyüklük ve dağılımının silisyum oranına bağlı olduğu belirlendi. Uygulanan ısıl işlem sonucunda alaşımların dendritik yapısının ortadan kalkarak bunun yerini ince taneli bir yapının aldığı, ancak silisyum parçacıklarında herhangi bir değişimin meydana gelmediği görüldü. Üçlü Zn-Al-Si alaşımlarının sertlik ve çekme dayanımının yaklaşık %2 oranına kadar artan silisyum oram ile arttığı, bu oranın üzerinde ise artan silisyum oranı ile azaldığı görüldü. Söz konusu alaşımların sürtünme katsayısı ve aşınma hızının da yaklaşık %2 silisyum oranına kadar artan silisyum oram ile azaldığı, bu oranın üzerinde ise artan silisyum oram ile arttığı belirlendi. Üretilen alaşımlar içerisinde en üstün mekanik ve tribolojik özellikler Zn-40Al-2Si alaşımından elde edildi. Bu çalışmada elde edilen bulguların değerlendirilmesi sonucunda, silisyum katkısının çinko esaslı alaşımların hem mekanik hem de tribolojik özelliklerini önemli ölçüde iyileştirdiği görüldü. Ayrıca, çinko esaslı alaşımların aşınma davranışının sertlik, çekme dayanımı ve sürtünme katsayısına bağlı olduğu belirlendi. Anahtar Kelimeler: Çinko-Alüminyum Alaşımları, Silisyumun Etkisi, Sürtünme ve Aşınma. IV

Abstract:
SUMMARY An Investigation of the Effect of Silicon Additions on the Tribological Properties of Monotectoid Zinc-Aluminium Alloys In this work, one binary zinc-aluminium and eight ternary zinc-aluminium-silicon alloys were produced by permanent mould casting. The friction and wear properties of the alloys were investigated in both as-cast and heat-treated conditions using a block-on-disc machine and related to their microstructure and mechanical properties. It was observed that the microstructure of the zinc-aluminium-silicon alloys alloy was consisted of aluminum-rich a, zinc-rich rj and silicon phases. The size and distribution of silicon phase in these alloys was found to be depend on their silicon content. The heat treatment removed the dendritic microstructure of the alloys and produced a fine-grained microstructure but had no considerable effect on the silicon particles. The hardness and the tensile strength of the alloys increased with increasing silicon content up to 2%Si, above which it decreased as the silicon content increased. It was also found that the coefficient of friction and the wear rate of the alloys decreased with increasing silicon content up to 2%Si, above which they increased as the silicon content increased. Among the experimental alloys, the best mechanical and wear behaviour was obtained with the Zn-40Al-2Si alloy. Silicon addition was found to be the very effective in improving mechanical and wear properties of zinc-based alloys. This work also showed that the wear behaviour of zinc based alloys is strongly depend on their hardness, tensile strength and coefficient of friction. Key Words: Zinc-Aluminium Alloys, Effect of Silicon, Friction and Wear