Alüminyum esaslı titanyum diborür takviyeli fonksiyonel derecelendirilmiş kompozitlerin üretimi ve aşınma özelliklerinin incelenmesi
Production and wear properties of functional grading aluminum based titanium diboride reinforced composites
Yazar: ÖMER FARUK DEMİROK
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER SAVAŞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Yapılan bu çalışmada in-sitü üretim tekniği kullanılarak Al ve AL-Cu sıvı matrisler içerisinde TiB2 partiküllerinin sentezlenmesi hedeflenmiştir. Daha sonra savurma tekniği ile fonksiyonel derecelendirilmiş kompozitlerin üretimi ve özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. 
İlk olarak TiB2 partikülerinin sentezlenmesi için Al-Ti-B ve Al-Ti-B-Cu çözeltileri ayrı ayrı hazırlanmış 1200 ºC'a kadar çıkılmış ve bu sıcaklıkta 1 saat kadar beklendikten sonra havada soğumaya bırakılmıştır. Yapılan bu işlem sayesinde TiB2 partikülleri Al ve Al-Cu matris içerisinde kendiliğinden oluşmuştur. Bu şekildeağırlıkça yaklaşık olarak %3 TiB2 takviye oranına sahip külçeler üretilmiştir. 
Fonksiyonel derecelendirilmiş kompozitlerin üretimi amacıyla bu külçeler başlangıç malzemesi olarak kullanılmıştır. Fonksiyonel derecelendirilmiş kompozitlerin üretimi, kalıp içerisine yerleştirilen 150gr'lık külçelerin 800°C'de 15 dakika beklenerek "Al(sıvı)+TiB2(katı)" çözeltisi oluşturulmuştur. Bu sıcaklıkta 3000 rpm hızında 2 dakika savurma işlemine tabi tutularak havada soğumaya bırakılmıştır. 
Savurma döküm, graviti döküm, optik mikroskop, SEM, EDAX ve XRD tekniklerinin kullanıldığı çalışmada, üretilen kompozitlere sertlik ve abrasif aşınma testine tabi tutulmuştur. Derecelendirilmiş kompozitlerden kalıp dış cidarından içeriye doğru TiB2 /Al-Cu ve TiB2/Al kompozitlerin sertlik değerlerinde azalış, abresiv aşınma neticesindeki ağırlık kayıplarında ise artış olduğu görülmüştür. En yüksek sertlik değeri kalıp dış cidarlarında %21 takviye içeriğine sahip bölgelerde 115 HB iken %0 takviye oranına sahip kalıp iç bölgelerinde ise 19 HB olarak ölçülmüştür. 1000 grid zımpara kademesinde yapılan aşınma deneyleri sonrasında alüminyum matris içerisine ilave edilen %10 TiB2 ve %5 bakır ilavesi ile 0,005 gr'dan 0,002 gr' düştüğü görülmüştür.

Abstract:
In this study, it was aimed to synthesize TiB2 particles in Al and AL-Cu liquid matrices by 
using in-site production technique. Then, the other aim was to examine the production 
and properties of functional graded composites by tossing technique. 
Firstly, Al-Ti-B and Al-Ti-B-Cu solutions were separately prepared to synthesize TiB2 
particles, were increased to 1200 ° C and were allowed to become cold in the air after 
waiting for 1 hour in this temperature. Thanks to this process, TiB2 particles were 
formed automatically in Al and Al-Cu matrix. In this way, ingots with a reinforcement 
ratio of about 3% TiB2 were produced. 
With the aim of producing functional graded composites, these ingots were used as 
preliminary material. Al (liquid) + TiB2 (solid) solution was formed by that 150 gram 
ingots that are placed in the mold is waited for 15 minutes at 800 °C. It was subjected to tossing process at speed of 3000 rpm for 2 minutes and allowed to become cold in 
the air. 
In the study that is used centrifugal casting, gravity casting, optical microscope, SEM, 
EDAX and XRD techniques, the composites were subjected to hardness and abrasive 
wear test. It has been observed that the hardness values of TiB2 / Al-Cu and TiB2 / Al 
composites have decreased from the outer walls of the graded composites, and the 
weight losses due to abrasive wear have increased. The highest hardness value was 
measured as 115HB in areas with a reinforcement content of 21% in the outer walls of 
the molds and 19HB in the inner region of the mold with a 0% reinforcement ratio. 
After the wear tests carried out in the 1000 grid sanding stage, it was observed that 
with the addition of 10% TiB2 and 5% copper added into the aluminum matrix, it 
decreased from 0.005 gr to 0.002 gr.