AA 2014/Al2o3 metal matrisli kompozitin mekanik alaşımlama yöntemi ile üretimi ve yaşlandırılabilme özelliklerinin araştırılması
The research of the manufacture of AA 2014/Al2o3 the composite with metal matrix through mechanic alloying method and the properties of age hardenable process
Yazar: ALPER YILMAZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NECATİ YALÇIN ; DOÇ. DR. BÜLENT BOSTAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada matris malzemesi olarak düşey gaz atomizasyonu yöntemi ile üretilmiş AA 2014 alüminyum alaşımı kullanılmıştır. Kompozit üretimi amaçlı karışım ve MA yöntemleri uygulanmıştır. Takviye malzemesi olarak kullanılan Al2O3 %1, 2, 4 ve 8 oranlarında ilave edilmiştir. her iki yöntemde de üretilmiş kompozit malzemelere tek yönlü pres ile 675 Mpa presleme basıncı uygulanmıştır. Karışım metodunda yeterince homojen bir dağılım elde edilememesinden dolayı yapılan MA işlemleri 350dev/dk karıştırma hızında, 1/10 toz bilye oranında, 4 ve 8 saat alaşımlama sürelerinde gerçekleştirilmiştir. Numunelerin hacimce yoğunluk değerleri hesaplanmış, mikroyapı görüntüleri alınmış, makro sertlik ölçümleri yapılmıştır. Aynı işlemler 550, 560, 570, 580 ve 600°C sıcaklıklarda Ar atmosferi altında yapılan sinterlemeler sonrasında da gerçekleştirilmiştir. Sinterleme işlemine bağlı olarak numune yoğunluklarında hacimce Al2O3 oranına bağlı olarak bir düşüş tespit edilmiştir. 
Karışım tozlardan elde edilen deney numuneleri sinterleme sonrası oksitlenmeye bağlı olarak mekanik test ve yaşlandırma süreci açısından uygunluğunu yitirmiştir. MA sonrasında elde edilen %1, 2 ve 4 Al2O3 takviyeli kompozit malzeme 520°C de 1 saat çözündürme işlemine tabi tutulmuş, su verilmiş ve 2, 4, 6, 8 ve 10 saat sürelerde 180°C de yaşlandırılmıştır. Elde edilen deney numunelerine metalografik işlemlerin ardından optik, SEM ve EDS analizleri yapılmıştır. Ayrıca karışım yöntemi ile elde edilen kompozitlerden farklı olarak MA yöntemi ile üretilmiş numunelere mikro sertlik ve çekme testleri uygulanmıştır. Bu incelemeler sonucunda sertliklerde artış gözlemlenirken, çekme testlerin değerlendirilebilir veriler elde edilememiştir.
Tüm deney numuneleri incelendiğinde Al2O3 takviyeli kompozit malzeme üretilebilirliğini etkileyen en önemli faktörün oksit oluşumuna sebep olan ortamlardan kaynaklandığı söylenebilir.

Abstract:
In this research, AA 2014 aluminium alloy which was produced with the method of vertical gas atomization was used as a matrix material. Mixture aiming at manufacture of composite and MA method were used. Al2O3 which is used as an additional material was added at the rate of 1, 2, 4 and 8 %. One-way press and 675 MPa pressing pressure were subjected to the composite materials. Due to the fact that sufficient homogeneous distribution couldn?t be achieved in the mixture method; MA processes conducted were realised at the rate of 1/10 ball bearing with the speed of 350 rev/min for the period of 4 and 8 hours of alloying. Volume density values of the samples were calculated, microstructure images were taken and the macro hardness measurements were made. The same processes were conducted at 550, 560, 570, 580 and 600°C subsequent to the sintering under the Ar atmosphere. In line with the sintering, a decrease in the sample densities depending on the Al2O3 rate was determined.
Due to the oxidation subsequent to the sintering, test samples acquired from the mixture powder lost the title of being appropriate for the mechanical test and age hardening process. 1, 2 and 4 % Al2O3 reinforcement composite material, which was produced subsequent to MA, was subjected to the solution treatment at 520°C for an hour, water was added, it was aged 180°C for the period of 2, 4, 6, 8 and 10  hours. After the metallographic process of the test samples; SEM and EDS analyses were conducted. While an increase was observed as a result of these analyses, tensile tests couldn?t produce any evaluable result.
When all test samples are analysed; it could be said that the most important factor affecting the manufacturability of Al2O3 reinforcement composite material originates from the environments that causes oxide formation.