Sic katkılı 2124 alüminyum kompoziti ve yaşlandırılmış kompozitinin aşınma davranışlarının araştırılması /
Yazar: MEHTAP MURATOĞLU
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1997
Konu: Eğitim ve Öğretim = Education and Training ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alüminyum = Aluminum ; Kompozitler = Composites ; Metalurji eğitimi = Metallurgy education

Özet:
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.

Abstract:
VI SUMMARY PhD THESIS THE INVESTIGATION OF WEAR BEHAVIOUR OF SİC REINFORCED 2124 ALUMINUM COMPOSITE AND OF ITS AGED COMPOSITE Mehtap MURATO?LU Fırat Univercity Faculty of Technical Education Department of Metallurgy 1998, Page: 159 25 vol % SiC reinforced 2124 Al composite, compared with unreinforced 2124 Al was investigated under dry and oily sliding wear and abrasive wear conditions inrelation with the effect of aging and working temperature on wear resistance. For this purpose; SEM, metal microscope, EDS analyses were performed on control and worn experimental specimens. In the first and second chapters of this study, structures of composites and metal matrix composites, productions process and mechanical features were presented. In the third chapter; wear, wear affecting factor and wear mechanismsvn were discussed, and friction and wear behaviours of particulate reinforced metal matrix composites were figured out in the fourth chapters. In the fifth chapter, experimental studies took place, results and discussions were given in the sixth chapter. Finally, in the seventh chapter, result in general and suggestions for future aim were presented. In the results, it was found that SiC reinforced 2124 Al composite were more wear resistant than unreinforced 2124 Al in all the wear testing by applying dry and oily sliding and abrasive wear. The more strength bond between SiC particulate and matrix was present, the higher resistance against wear in composite was found. Presence of different correlation with regard to wear resistance for three kinds of wear tests were observed by measuring the effects of artificial ageing process on matrix resistance. This correlations appear obviously with relation with the temperature applied in the experiments. While aged samples show better endurance to wear than nonaged samples below 100 °C, this finding was contradictory in experiments performed above 100 °C in dry sliding wear conditions. Progressing overaging on aged samples and aging on nonaged samples was being effectual on this results. Decreasing bond strength at between SiC particulate and matrix interface which shear stress is maximum, causes void formation at this interface. Void formation increases crack nucleation. Increased shear stress with temperature, crack was propaged and material loss was observed. !n lubricated sliding wear experiments at room temperature, chemical and mechanicai layer appeared on the surface of samples, which is dependent on tile contact amongst sampie, steel disc and oil, prevented excessive material loss byvm absorbing the energy released during wear. Because of this reason, it was evaluated that the effect of ageing on samples was the same as our expectancies In abrasive wear experiments, composite samples showed the best resistance in room temperature. The reason of decreased wear rate above 50 °C, although it was expected that it would increase with the temperature, was resulted from fragmented SiC sinked into the matrix softened by heat.