Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen az91 alaşımının mekanik özellikleri üzerine alaşım elementlerinin etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of alloy elements on the mechanical properties of az91 alloy produced by the method of powder metallurgy
Yazar: ATAKAN OĞUZ OCAK
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA BOZ
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, AZ91 alaşımı metal tozlarına silisyum ve antimon metal tozlarının ilavesinin malzemenin mekanik özelliklerine olan etkisinin araştırılmasıdır. Bu amaç doğrultusunda öncelikle 325 mesh boyutundaki AZ91, silisyum ve antimon tozları Nanografi firmasından temin edilmiştir. Öncelikle saf AZ91 numunesi hazırlanmış, sonrasında ise sırasıyla kütlece % 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 ve 0.5 oranlarında silisyum ilave edilerek yeni numuneler sıcak pres işlemi için hazır hale gelmiştir. Sıcak pres yöntemi ile üretilen numunelerin bağıl yoğunlukları hesaplanmış, sonrasında ise mikrogörüntüleri ve SEM görüntüleri alınarak en sonunda Mikro Vickers ve Brinell sertlik deneylerine tabii tutulmuşlardır. Ayrıca işlem sonrasında içeriklerinin kontrolünü sağlamak amacıyla XRD ve XRF analizleri uygulanmıştır.

Yapılan sertlik deneyleri sonucunda Si ilaveli numuneler arasında bağıl yoğunluk ve sertlik değerleri ile optimum değer % 0.3 Si ilaveli numuneden alınmıştır. Si elementi ile birlikte Sb elementi ilave edilmiş ve sırasıyla % 0.3 silisyum içeriğinin yanı sıra sırasıyla % 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 ve 0.5 oranlarında Sb katılarak yeni numuneler üretilmiştir. Üretilen bu numuneler önceki Si ilaveli numunelerde olduğu gibi mikrogörüntüleri ve SEM görüntüleri alınmış, sonrasında ise sertlik deneyleri ile mekanik özellikleri incelenmiştir. Yapılan testler sonucunda Sb ilavesinin artışıyla birlikte sertlik özelliklerinin de arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca mikrogörüntüler ve SEM görüntüleri incelendiğinde ilave edilen Si elementinin magnezyum ile oluşturduğu Mg2Si arafazı ile Sb elementinin magnezyum ile oluşturduğu Mg3Sb2 arafazlarının tane sınırlarında ve β-Mg17Al12 fazları etrafında oluşmasının ve dağılışının malzemenin mekanik özellikleri üzerine doğrudan etkisi olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
The aim of this study is to investigate the effect of the addition of silicon and antimony metal powders to AZ91 alloy metal powders on the mechanical properties of the material. For this purpose, AZ91, silicon and antimony powders of 325 mesh size were firstly obtained from Nanografi company. First, pure AZ91 sample was prepared and then 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5% by mass of silicon were added and new samples became ready for hot press process. Relative densities of the samples produced by hot press method were calculated, then microimages and SEM images were taken and finally subjected to Micro Vickers and Brinell hardness tests. In addition, XRD and XRF analyzes were performed to check the composition of the materials after the procedure.

As a result of the hardness tests, the relative density and hardness values and the optimum value were obtained from 0.3% Si supplemented samples. The Sb element was added together with the Si element and new samples were produced by adding 0.3% silicon content as well as 0.1%, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5% Sb respectively. The micro-images and SEM images of these samples were obtained as in the previous Si-added samples, and then their mechanical properties were examined by hardness tests. As a result of the tests, it has been found that the hardness properties increase with the increase of Sb addition. In addition, micro images and SEM images were examined and it was found that Mg2Si intermediate formed by magnesium with Si added with magnesium and Mg3Sb2 formed by magnesium with Sb had a direct effect on the mechanical properties of the material on the grain boundaries and around β-Mg17Al12 phases.