Lamine yapılı metalik kompozitlerin sürtünme ve aşınma davranışlarının araştırılması
Investigation of friction and wear behavior of the metallic composites which have a laminate structure
Yazar: SERAY DEMİRCİ
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM ÇELİKYÜREK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmayla farklı karakterlerdeki metalik sürtünme malzemeleri döküm yoluyla 
katmanlar şeklinde birleştirilerek lamine kompozitlerin üretilmesi ve üretilen kompozitlerin 
değişik sürtünme koşullarındaki sürtünme ve aşınma davranışlarının belirlenmesi 
amaçlanmıştır. Bu amaçla kurşunlu bronz alaşımı (Cu6Sn12Pb), GG25 ve Ni3Al metaller 
arası bileşiği kompozitin lamine katmanları olarak kullanılmıştır. Bu kompozitte bronz 
matris elemanı, Ni3Al aşınmayı kontrol eden eleman ve GG25 de sürtünmeyi kontrol eden 
eleman olarak kullanılmıştır. Çalışma kapsamında farklı sürtünme karakterleri olan üç 
sürtünme malzemesi birbirine paralel ince lamineler şeklinde hazırlanmıştır. Öncelikle 
kompozitin her bir bileşeni ASTM G99 metoduna uygun olarak CSM Tribometer cihazı ile 
test edilmiş ve farklı sürtünme koşullar için sürtünme ve aşınma davranışları belirlenmiştir.
Farklı kalınlıktaki lamine yapılı metalik kompozitler benzer koşullar altında test edilmiş, 
sürtünme ve aşınma davranışları incelenerek bileşenlerin sürtünme ve aşınma 
davranışlarıyla karşılaştırılmıştır. Tüm malzemelerin aşınma davranışlarının belirlenmesi 
için aşınma yüzeyleri optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskop ile analiz edilmiştir. 
Genellikle, fren balatalarının 0,35-0,55 değer aralığında sürtünme katsayısına sahip olması 
beklenir. Elde edilen sonuçlar göre kompozitlerin sürtünme katsayı değerleri en yüksek 0,79 
ve en düşük 0,46 olduğu tespit edilmiştir. Bu değerler, kompozit malzemelerin bileşen 
oranlarının değiştirilmesi ile sürtünme katsayısı değerinin istenilen değere ulaşılabileceğini 
göstermektedir.

Abstract:
With this study, it is aimed to produce laminated composites by combining metallic 
friction materials with different characters in layers by casting and to determine the friction 
and wear behavior of the produced composites under different friction conditions. For this 
purpose, lead bronze alloy (Cu6Sn12Pb), GG25 and Ni3Al intermetallic compound were 
used as laminated layers of the composite. In this composite, bronze was used as the matrix 
element, Ni3Al was used as the wear-controlling element, and GG25 was used as the frictioncontrolling element. Within the scope of the study, three friction materials with different 
friction characters were prepared as thin laminates parallel to each other. Firstly, each 
component of the composite was tested with the CSM Tribometer device in accordance with 
ASTM G99 method and the friction and wear behaviors were determined for different 
friction conditions. Laminated metallic composites of different thicknesses were tested 
under similar conditions and their friction and wear behavior was examined and compared 
with the friction and wear behavior of the components. The wear surfaces were analyzed by 
optical microscope and scanning electron microscope to determine the wear behavior of all 
materials. Generally, brake pads are expected to have a coefficient of friction in the range of 
0,35-0,55. According to the results obtained, the friction coefficient values of the composites 
were found to be 0,79 at the highest and 0,46 at the lowest. These values show that the 
friction coefficient value can be reached to the desired value by changing the component 
ratios of the composite materials.