Sürtünme karıştırma prosesi kullanılarak yüzeyine AL2O3 partikül takviye edilen AA7075-T651 alüminyum alaşımının mikro yapı ve aşınma özelliklerinin incelenmesi
The investigation of tribological properties of AL2O3 particlesreinforced AA7075-T651 aluminum alloy by using friction stirprocess
Yazar: KADİR HATİPOĞLU
Danışman: PROF. DR. TEVFİK KÜÇÜKÖMEROĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, sürtünme karıştırma prosesi (SKP) yardımıyla AA7075-T651 alüminyum
alaşımının yüzeyi Al2O3 partikülleri takviye edilerek kompozit esaslı bir yüzey tabakası
elde edilmiştir. Gerçekleştirilen SKP işlemi, Al2O3 parçacıkları ile 4 farklı oranda (%10,
%20, %30 ve %40), bir, iki ve üç paso proses edilerek uygulanmıştır. Sürtünme karıştırma
prosesinde takım devir sayısı 800 dev/dk, takım ilerleme hızı 45 mm/dk olarak
uygulanmıştır. AA7075-T651 alüminyum alaşımı yüzeyinde oluşturulan kompozit yapının
mikro yapı ve mekanik özellikleri ile aşınma davranışı incelenmiştir. Aşınma deneyleri 5 N
yük altında ball-on-disk düzeneğinde gerçekleştirilmiştir. Aşınma deneyleri sonrasında
aşınmış bölgeler optik ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak incelenip
oluşan aşınma oranları optik profilometre ile ölçülmüştür. AA7075-T651 alüminyum
alaşım malzemesinin yüzeyinde uygulanan SKP ile kompozit bir bölgenin oluştuğu
görülmüştür. SKP'de seçilen takım geometrisi ve parametrelere göre elde edilen yapının,
özellikle birinci pasoda oldukça heterojen yapıda olmasına rağmen ikinci ve üçüncü
pasoda nispeten daha homojen yapıda oluştuğu tespit edilmiştir. Gerçekleştirilen
incelemeler sonucunda, SKP ile %40 oranında takviye edilen yüzeyin aşınma direncinin
ana malzemenin aşınma direncine göre yaklaşık 4 kat arttığı tespit dilmiştir.

Abstract:
In this study, wear and mechanical properties of AA7075-T651 alumınum alloys
reinforced with alumina particles procuded using friction stir processing (FSP) were
investigated. During the experiments, four different ratios (10%, 20%, 30% and %40) of
Al2O3 reinforcing particles were used and they were applied by 1, 2 and 3 passes. As
important parameters, travel and rotation speeds of 45 mm/min and 800 rpm were used,
respectively. This study aimed at exploring the wear and microstructure behaviour of
surface composite. Wear experiments on the ball-on-disc geometry were carried out under
the 5 N load. After the wear test, the worn zones were investigated by Scanning electron
microscopy and the wear rate was evaluated by optical profilometer. The result revealed
that a composite zone was composed by applying friction stir processing (FSP) on
AA7075-T651 alumınum alloy. In AA7075-T651 alumınum alloys that was reinforced
with alumina particles, a considerable amount of improvement in the physical and
mechanical properties of the alloy could be obtained. Due to selected parameters and tool
geometry, the obtained microstructures were heterogenous after the first passes, but
following the second and third passes they have become relatively homogeneous As a
result of the investigations carried out, it was determined that the abrasion resistance of the
surface fortified with 40% by the friction mixing process increased by 4 times compared to
the wear resistance of the main material.