Zn-40Al esaslı alaşımların yapısal, mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of microstructure, mechanical and tribological properti̇es of zn-40Al based alloys
Yazar: ZEKİ AZAKLI
Danışman: PROF. DR. TEMEL SAVAŞKAN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Aşınma = Wear ; Aşınma davranışı = Wear behavior ; Isıl işlem = Heat treatment ; Sürtünme = Friction ; Çinko-alüminyum alaşımları = Zinc-aluminum alloys

Özet:
Bu çalışmada Zn-40Al-2Cu-(0-2,5)Ni alaşımları ile Zn-40Al-2Cu-2Si alaşımı kokil döküm yöntemi ile üretildi. Üretilen Zn-40Al-2Cu-(0-2,5)Ni alaşımları dökülmüş durumda Zn-40Al-2Cu-2Si alaşımı ise hem dökülmüş durumda hem de ısıl işlem durumlarda deneye tabi tutuldu. Alaşımların yapısal ve mekanik özellikleri incelendikten sonra tribolojik (sürtünme ve aşınma) davranışı blok-silindir esaslı bir aşınma deney düzeneği yardımıyla araştırıldı. 
Ni oranı arttıkça Zn-40Al-2Cu-(0,5-2,5)Ni alaşımlarının sertlik, sürtünme katsayısı ve çalışma sıcaklığı değerlerinin arttığı, mukavemet ve süneklik değerlerinin azaldığı, ortalama yüzey pürüzlülüğü ve hacim kaybı değerlerinin ise farklı değişimler sergilediği görüldü. 
Zn-40Al-2Cu-2Si alaşımının sürtünme katsayısı, çalışma sıcaklığı ve hacim kaybı değerlerinin uygulanan T5, T6 ve havada soğutma ısıl işlemleri ile azaldığı, T7 ve fırında soğutma ısıl işlemleri ile arttığı belirlendi. Diğer taraftan sözü edilen değerlerin ortalama yüzey pürüzlülüğü ile ters orantılı olarak değiştiği gözlendi. İzotermal dönüşüm sıcaklığı arttıkça bu alaşımın sürtünme katsayısı, sıcaklık ve hacim kaybı değerlerinin arttığı, ortalama yüzey pürüzlülüğü ile sertlik ve mukavemet değerlerinin ise azaldığı belirlendi.
Yapılan değerlendirme sonucunda çözündürme sonrası havada soğutma, T6 ve 100 °C sıcaklıktaki izotermal dönüşüm işlemlerinin Zn-40Al-2Cu-2Si alaşımının sertlik ve mukavemetinin yanı sıra aşınma direncini de artırdığı belirlendi.

Abstract:
In this study, Zn-40Al-2Cu-(0-2.5)Ni alloys and Zn-40Al-2Cu-2Si  alloy were produced by permanent mould casting. The Zn-40Al-2Cu-2Si alloy was tested in both as-cast and heat treated conditions, but the Zn-40Al-2Cu-(0-2,5)Ni alloys were tested only in the as-cast condition. After examining the structural and mechanical properties of the alloys, their tribological properties were investigated using a block-on-cylinder type test machine. 
It was observed that the hardness, friction coefficient and working temperature of Zn-40Al-2Cu-(0,5-2,5)Ni alloys increase, their strength and ductility decrease, but  their average surface roughness and volume loss show different changes with increasing nickel content.
T5, T6 and air cooling heat treatments reduced the friction coefficient, working temperature and volume loss of Zn-40Al-2Cu-2Si alloy, but furnace cooling and T7 heat treatment increased the values of these parameters. These parameters showed opposite changes with the average surface roughness of the wear samples. As the isothermal transformation temperature increased the friction coefficient, working temperature and volume loss of Zn-40Al-2Cu-2Si alloy increased, but its average surface roughness decreased.   
As a result this work it was concluded that the solutionizing followed by air cooling, T6 heat treatment and isothermal transformation at 100 °C increase hardness, tensile strength and wear resistance of Zn-40Al-2Cu-2Si alloy.