Pin on disk metodu ile B4C oranının alüminyum matrisli ve b4c takviyeli toz metal kompozit malzemelerin aşınma davranışı üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of effect of B4C ratio on the wear behaviour of aluminum matrix and B4C reinforced powder metal composite material by using pin-on-disk method
Yazar: MUSTAFA BAYINDIRHAN ÖZEKER
Danışman: PROF. DR. HALİL ARIK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada sıcak presleme ile Alumix-13 matrisli ve B4C takviyeli metal matrisli kompozit (MMKp) üretilmiş ve pin-on disk metoduyla kuru kayma aşınma davranışı araştırılmıştır. Ağırlıkça % 5, 10 ve 15 oranında B4C içeren karışım tozun karıştırma işlemi turbula cihazında gerçekleştirilmiştir. Karışım tozlar 50 MPa basınç altında ve 610 oC'de bir saat süreyle sıcak olarak preslenmiştir. Presleme sonrası yoğunluk, sertlik ölçümleri ve metalografik incelemesi yapılan toz metal kompozit malzemelerin aşınma testleri yapılmıştır. Testler TIRIBOMETER T10/20 cihazında ASTM G99-05' standardına uygun olarak yapılmıştır. Aşınma testleri iki farklı parametrelerde yapılmış olup birinci parametrelerde kayma hızı 0,94 m/s, aşındırma mesafesi 2000 m olmak üzere değişik yükler altında (5-10-15 ve 20 N) tekrarlanmış ikinci parametrede kayma hızı 1,05 m/s, aşındırma mesafesi 150 m olmak üzere değişik yükler altında (5-10 ve 15 N) tekrarlanmıştır. Aşındırıcı karşı ortam olarak 52 HRc sertliğe sahip hardox 500 çelik diskler kullanılmıştır. Aşındırma testleri sonrası numunelerdeki ağırlık kayıpları 0,1 mg hassasiyette ölçüm yapabilen hassas terazide yapılmıştır. Sonuç olarak sıcak presleme ile yüksek yoğunlukta üretilen kompozit malzemede takviye elemanı ve miktarındaki artışın malzemenin aşınma ve diğer mekanik özelliklerinde iyileşme sağladığı tespiti yapılmıştır.

Abstract:
In this study, Alumix-13 matrix and B4C reinforced metal matrix composite (MMKp) were produced by hot pressing and wear behavior were investigated. The mixing process of the aluminum powder with B4C at various ratios by weight (5, 10, and 15 %) was carried out in a turbulo device. Hot pressing process of mixture powders were performed under 50 MPa pressure and at 610 oC one-hour duration. After hot pressing, density, hardness measurements and metallographic examination of all of the samples were done. Wear tests of samples were performed according to ASTM G99-05 using TIRIBOMETER T 10/20. Dry sliding wear tests of composite were carried out in two different parameters. First parameter under the different load (5-10-15 and 20 N) and at 0,94 m/s sliding speed for 2000 m wear distance and second parameter under the different load (5-10 and 15 N) and at 1,05 m/s sliding speed for 150 m wear distance. During the wear tests, hardox 500 steel disk with 52 HRc hardness was used as abrasive materials. The weight lose of the samples after the wear tests were done using a precision scale which can measure 0,1 mg weight. Test results has shown that the composite materials have better wear resistance than Alumix-13 powder metal part. It was seen that adding B4C into the Alumix-13 result in increase in dry sliding wear resistance and other mechanical properties of composite materials.