Toz metalurjisi yöntemi ile üretilen Al-xCu alaşımlarının mikroyapı, mekanik ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the microstructural, mechanical and physical properties of Al-xCu alloys produced by powder metallurgy method
Yazar: MUSTAFA DOĞAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ UĞUR AVCI
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Alüminyum alaşımları = Aluminum alloys ; Sinterleme = Sintering ; Toz metalurjisi = Powder metallurgy

Özet:
Sunulan çalışmada, Al-Cu ikili faz diyagramına ait kritik bölgelerde toz metalurjisi yöntemi ile üretilen Al-xCu alaşımlarının karakteristik değişimleri araştırılmıştır. Bu çerçevede, %99 saflıklara ve ortalama 44 µm boyutlara sahip Al tozu ile ağırlıkça % 5-15-25-33-45 oranında Cu tozu karıştırılarak ötektik altı, ötektik ve ötektik üstü bölgelerin oluşmasına imkân sağlayacak Al-Cu alaşımları hazırlanmıştır.  Bu bağlamda, green kompakt hale getirilen alaşım tozları, sinterleme kalıbı içerisine yerleştirilerek, ikili faz diyagramında tespit edilen kritik dönüşüm sıcaklıklarında sinterlenmiştir.  Numuneler, kalıp içerisinde sinterlendikten hemen sonra 5 MPa basınç altında sıkıştırılarak havada soğutma işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu yöntem ile sinterleme işleminde meydana gelebilecek boyutsal değişimlerin önüne geçilerek ideal yoğunluk değerlerine ulaşılması planlanmıştır. Al-xCu alaşım numunelerinin mikro yapı incelemeleri sonucu, Cu içeriğinin artması nedeniyle CuAl2 intermetalik bileşiklerin miktarında artış gözlemlenmiştir. Buna bağlı olarak Al-Cu alaşımlarında artan Cu içeriği ile sertlik ve aşınma dayanımları değerlerinin arttığı fakat süneklik, basma dayanımı ve elektriksel iletkenlik değerlerinin düştüğü tespit edilmiştir. Yapılan araştırmalar neticesinde, toz metalurjisi yöntemi ile belirlenen parametrelerle üretilen Al-xCu alaşımları içerisinde, Al-5Cu alaşımının mikro yapı, fiziksel ve mekanik özellikler bakımından diğer alaşımlara göre üstün olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In the presented study, characteristic changes of Al-xCu alloys produced by powder metallurgy method in critical regions of Al-Cu binary phase diagram were investigated. In this context, Al-xCu alloys were prepared by adding 5-15-25-33-45% by weight Cu powder to Al powder with 99% purity and average 44 µm dimensions, which will enable the formation of hypo-eutectic, eutectic and hyper-eutectic regions. In this framework, the alloy powders, which were made green compact, were placed in the sintering mold and sintered in accordance with the critical transformation temperatures determined in the binary phase diagram. Immediately after the sintering process, the samples were compressed under 5 MPa and cooled in air. With this method, it is planned to reach ideal density values by preventing dimensional changes that may occur in the sintering process. As a result of microstructure investigations of Al-xCu alloy samples, an increase in the amount of CuAl2 intermetallic compounds was observed due to the increase in Cu content. Accordingly, it was determined that the microhardness and wear resistance values of Al-xCu alloys increased with increasing Cu content, but the ductility, compressive strength and electrical conductivity values decreased. As a result of the researches, it was concluded that among the Al-xCu alloys produced with the parameters determined by the powder metallurgy method, the Al-5Cu alloy is superior to other alloys in terms of microstructure, physical and mechanical properties.