Toz metalurjisi ile üretilmiş Mg-Zn mekanik alaşımlarının aşınma ve mikroyapı özelliklerinin deneysel araştırılması
Experimental investigation of wear and microstructure properties of Mg-Zn mechanical alloys produced by powder metallurgy
Yazar: BANU ŞAHİN YALÇIN
Danışman: PROF. DR. RASİM İPEK
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, CCD deney tasarımı yöntemi kullanılarak 5 farklı MgZn alaşım oranı belirlenmiş ve bu oraların aynı koşullardaki aşınma dirençleri, mekanik ve mikroyapı özellikleri deneysel ve istatistiksel olarak incelenmiştir.
CCD metoduna göre, Zn elementinin magnezyum ile alaşımlandırılması ile mekanik, mikroyapı özellikleri ve aşınma değerlerinde incelenmesinde öncelikle %1,46, %3,1, %7,05, %11, %12,64 alaşım oranları ve 439oC-510oC arasında değişen sinterleme sıcaklıkları belirlenmiştir. Mekanik alaşımlandırma yöntemi ile toz partiküller alaşımlandırılmış, toz metalürjisi yöntemi ile alaşım malzemeleri sıcak preslenerek sinterlenmiştir. Üretilen malzemelere basma testi, pin on disk aşınma testi, Vickers sertlik testi uygulanmış, mikroyapıları incelenmiş ve gözenek oranları belirlenerek değerlendirilmiştir.
CCD metodu, MgZn alaşım oranlarındaki değişimin mekanik özelliklerde sağladığı etkinin değerlendirilmesinde başarıyla uygulanan bir deney tasarım metodu olmuştur. Alaşım oranlarındaki değişimlerin uygulanan test sonuçları üzerinde etkili olduğu, fakat belirlenen sinterleme sıcaklığı değişiminin etkisiz olduğu görülmüştür. Aşınma direncinin, gözenek oranının olumsuz etkisine rağmen Zn yaklaşık %7 civarına kadar artması, yapının Mg/(Mg-Zn) mikro yapısından oluştuğu, bu durumda aşınma direncine olumlu yansıdığı saptanmıştır.  Zn oranı yaklaşık %7 yi aşınca, mikro yapıda bağımsız Zn partikülleri yer aldığı ve yapının Mg/(Mg-Zn)/Zn üçlü faz şeklinde oluştuğu görülmektedir. Yapıda bağımsız Zn artışı ile gözeneklilik oranı artmış, beraberinde aşınma direncinin de azalış doğrultusunda geliştiği gözlenmiştir. Bu değişim basma dayanımlarında benzer biçimde etkilediği, deney sonuçlarında açıkça ortaya konmuştur.

Abstract:
In this study, 5 different MgZn alloy ratios were determined by using CCD experimental design method and their wear resistance, mechanical and microstructure properties were investigated experimentally and statistically.
According to the CCD method, the alloying of Zn element with magnesium, mechanical, microstructure properties and abrasion values of 1.46%, 3.1%, 7.05%, 11%, 12.64% alloy ratios and sintering ranging from 439oC to 510oC temperatures were determined. Powder particles were alloyed by mechanical alloying method, alloy materials were hot pressed by powder metallurgy method and sintered. The materials were subjected to compression test, pin on disc abrasion test, Vickers hardness test, microstructures were examined and pore ratios were determined and evaluated.
The CCD method has been successfully applied in the design of the experimental method for the evaluation of the effect of changes in MgZn alloy ratios on mechanical properties. The changes in alloy ratios were found to be effective on the test results, but the determined sintering temperature change was ineffective. It has been found that the abrasion resistance increases up to about 7% Zn despite the negative effect of the pore ratio, the structure is composed of Mg / (Mg-Zn) microstructure, and in this case it is found to have a positive effect on abrasion resistance. When the ratio of Zn exceeds about 7%, it is seen that there are independent Zn particles in the microstructure and the structure is formed as Mg / (Mg-Zn) / Zn triple phase. It was observed that the porosity ratio increased with independent Zn increase in the structure and the abrasion resistance improved along with the decrease. It has been clearly demonstrated in the test results that this change affects the compression strengths similarly.